Корейські дослідники розробили новий вид анода для літій-іонних батарей, здатний значно подовжити період експлуатації електрокарів і мобільних пристроїв. Ця розробка об’єднує оперативну підзарядку з подовженою стійкістю – завдання, яке досі виявлялось складним для більшості технологій.
Група науковців з Ульсанського національного інституту науки і технологій (UNIST), Корейського університету та Корейського інституту науки і технологій (KIST) створила комбінований анод, який включає частинки графіту з викривленими нанопластинами органічної сполуки – хлорованого гексабензокоронену (Cl-cHBC). Подібна структура формує збільшені міжшарові області та наноканали, через які літій-іони рухаються значно швидше, ніж у звичайних анодах.
У ході випробувань гібридний анод продемонстрував чотириразове збільшення ємності у порівнянні зі звичайним графітовим анодом при швидкій підзарядці зі струмом 4 ампери на грам. Після більш ніж 1000 циклів підзарядки-розряджання елементи зберегли близько 70% початкової ємності. У зібраних елементах анод виявив стабільну роботу понад 2100 циклів з кулонівською ефективністю 99%, що вказує на його високу довговічність.
Секрет успіху полягає у послідовному проникненні йонів літію: спочатку вони потрапляють у нанопластини, а згодом переміщуються до графіту. Такий спосіб запобігає формуванню «мертвого літію» – шару, який як правило виникає під час надшвидкої підзарядки та зменшує продуктивність акумулятора.
Моделювання підтвердило, що саме ця структура забезпечує опірність анода до руйнування навіть при великих навантаженнях. Науковці підкреслюють, що технологія адаптована до існуючої виробничої інфраструктури, отже, її можна розширити для промислового використання.
Еластичність вигнутих нанопластин також відкриває перспективу для створення інших систем зберігання енергії, зокрема натрій-іонних акумуляторів, котрі можуть стати екологічнішою та більш доступною альтернативою літій-іонним.
Результати дослідження надруковані в журналі Advanced Functional Materials та вважаються важливим кроком до створення акумуляторів нового покоління, що поєднують оперативну підзарядку з тривалою стійкістю.
Источник: news.infocar.ua
