Группа исследователей из Южной Кореи представила гибридный провожатый для литий-металлических аккумов с высочайшей плотностью энергии. Создание на его базе анодов аккумов не только лишь повысит их ёмкость, но также сделает их в пару раз легче современных аналогов. Это способно перезаписать правила игры на рынке, считают изобретатели.
Как рассказали в собственной статье в журнальчике Продвинутый Наука исследователи с хим факультета Похангского универа науки и технологий (POSTECH) и из Корейского института энергетических исследовательских работ (KIER), новенькая лёгкая трёхмерная устройство анодного материала сильно упрощает транспортировку ионов лития.
Доктор наук Сучжин Пак (Soojin Park) из POSTECH, подчёркивая значимость работы, проговорил: «Это исследование открывает новые способности для наибольшего роста плотности энергии литий-металлических аккумов». Его сотрудник, врач Гючжин Сон (Gyujin Song) из KIER добавил: «Эта устройство, сочетающая внутри себя лёгкость с высочайшей плотностью энергии, представляет собой прорыв в технологии аккумов грядущего».
Не тайна, что литий-металлические аноды могут достигать энергоемкости 3860 мА·ч/г, что больше чем в 10-ь раз больше, чем у выпускаемых в текущее время графитовых анодов. Это позволяет литий-металлическим анодам собирать больше энергии в наименьшем пространстве и, в отличие от графита либо кремния, они могут конкретно участвовать в химических реакциях в качестве электродов.
Иное дело, что в процессе зарядки и разрядки таких аккумов происходит неравномерное рассредотачивание ионов лития, что создаёт зоны, известные как «разряженный литий», а это понижает ёмкость и эффективность аккума. Также, литий может увеличиваться в виде игл снутри батареи, что ведёт к маленьким замыканиям. Почти во всем эти препятствия преодолимы, но до сего времени аноды создавались на базе относительно тяжёлых металлов, а это не слабо снижало ёмкость по отношению к весу аккумов.
Для решения этой задачи корейские исследователи разработали гибридную пористую структуру с внедрением поливинилового спирта — лёгкого полимера с высочайшей транспортной способностью по отношению к ионам лития. В купе с полимером применены одностенные углеродные нанотрубки и наноуглеродные сферы, что сделало материал исключительно пористым. Предложенная устройство оказалась больше чем в 5-ь раз легче анодов с внедрением меди. Больше того, она обеспечила высочайшую подвижность ионов лития и равномерное их рассредотачивание без «мёртвых зон».
В процессе тестов литий-металлические анодные батареи, включающие инноваторскую трёхмерную структуру, показали высшую устойчивость после больше чем 200 циклов зарядки-разрядки и достигнули высочайшей плотности энергии 344 Вт·ч/кг. Макеты батарей были сделаны в виде «мешочков» — обычного формфактора для набора тяговых авто аккумов, что тонко намекает на сферу потенциального применения разработки.