Сухой способ производства электродов, который давно рассматривают как более дешевую и экологичную альтернативу, оказался еще и более эффективным. Инженеры Чикагского университета в журнале Nature Energy показали, что такие электроды повышают стабильность и рабочие характеристики литий-ионных батарей.
Обычно электрод делают из жидкой смеси компонентов, которую наносят на металлическую основу и сушат с использованием растворителей. Этот процесс сложный, дорогой и ограничивает толщину электрода. Между тем именно более толстые электроды позволяют увеличить плотность энергии — показатель, от которого зависит, как долго работает батарея и какой запас хода получает электромобиль.
Сухой метод исключает жидкую фазу, потому что материалы сразу формируют в плотный слой из порошка. Это не только упрощает производство, но и меняет внутреннюю структуру электрода. Ключевую роль играют два вспомогательных компонента — углерод, который проводит ток, и связующее вещество, которое удерживает структуру.
Выяснилось, что при сухом формировании связующее вещество частично покрывает частицы углерода. Это снижает их химическую активность и уменьшает нежелательные реакции, которые ускоряют износ батареи, особенно при высоком напряжении. В результате аккумулятор дольше сохраняет стабильную работу и может эффективно работать в более напряженных режимах. Это открывает возможность создавать аккумуляторы с более высокой плотностью энергии и быстрой зарядкой.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что простой метод продлил работу батареек в четыре раза.
