Могут ли водители перестать беспокоиться о производительности батареи электромобиля даже зимой? Группе корейских ученых из Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH), Национального университета Кенсани других исследователей удалось достичь высокой плотности энергии в аккумуляторе, избежав при этом определенных технических сложностей. По их оценкам, такая батарея может увеличить дальность поездок на электромобилях почти вдвое.
Новый тип литий-металлической батареи без анода показал рекордную объемную энергоемкость — 1270 Вт·ч/л. Это почти в два раза превосходит показатели современных литий-ионных аккумуляторов, используемых в электромобилях сегодня. Результаты испытаний были опубликованы в Advanced Materials.
Вместо графитового анода литий-ионы перемещаются из катода и осаждаются прямо на медный токосъемник во время зарядки. Появляется больше пространства для накопления энергии. Это можно сравнить с увеличением объема бака для большего количества топлива.
У безанодных батарей есть ряд проблем. Если литиевые отложения расположены неравномерно, могут образовываться острые игольчатые структуры лития, известные как дендриты. Они увеличивают риск короткого замыкания и снижают безопасность. Неравномерное распределение лития также сокращает срок службы батареи.
Для решения этих задач ученые разработали новую стратегию. Они использовали комплекс из специально разработанного полимерного материала Reversible Host (RH) с наночастицами серебра, который направляет осаждение лития и специально разработанного электролита (DEL), который формирует стабильную защитную поверхность на осажденном литии, подавляя рост дендритов. Такое сочетание дало высокую циклируемость и эффективность даже при значительной энергоемкости.
Новая батарея показала отличные результаты: высокую емкость и стабильность на протяжении многих циклов. Батареи обеспечили 81,9% сохранения первоначальной емкости после 100 циклов. Эффективность подтвердилась не только в лаборатории, но и в более крупных промышленных образцах. Система работала стабильно даже при минимальном количестве электролита и низком давлении. Это открывает путь к созданию более легких и компактных аккумуляторов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что найдено решение одной из зимних проблем электромобилей.
