Корейские ученые изобрели новый метод повышения плотности энергии батареи

Ученые из Университета Ханянг в Сеуле разработали инновационный метод для повышения эффективности и продолжительности работы аккумуляторов, используемых в различных электронных устройствах и транспортных средствах. Сущность их подхода заключается в использовании специального раствора для очистки и нанесения покрытия на катоды аккумуляторов.

Батареи необходимы для питания многих современных гаджетов и машин, от смартфонов и ноутбуков до электромобилей и роботов. Однако одним из главных вызовов, с которыми сталкиваются разработчики аккумуляторов, является увеличение плотности энергии и долговечности аккумуляторных элементов.

Катоды с высоким содержанием никеля определяются высокой эмиссионной способностью и доступностью по небольшой стоимости. Тем не менее, они также сталкиваются с недостатком – быстрой деградацией вследствие высокой реактивности при взаимодействии с окружающей средой.

Эта особенность приводит к образованию нежелательных соединений лития на поверхности катода и вредных побочных реакций с электролитом, являющимся жидкостью, транспортирующей электрический заряд внутри аккумулятора.

Ученые выработали эффективное решение этого вопроса, используя простой метод: промывание катодов водой, содержащей растворенные ионы кобальта (Co). Этот процесс удаляет избыток лития с поверхности катода и образует тонкий равномерный слой, содержащий кобальт, действующий в качестве защитного экрана. Слой предотвращает прямой контакт катода с электролитом, тем самым уменьшая вероятность дальнейшей деградации.

Дополнительно ученые применили фторовое покрытие на промытый катод, что повысило стабильность и безопасность аккумуляторной батареи. Фторовое покрытие надежно предотвращает расщепление солей электролита и образование газовых пузырьков, которые могут вызвать опухание и, в крайнем случае, взрыв аккумулятора.

Обработанные катоды сохранили более 90% своей начальной емкости после 500 циклов по сравнению с менее чем 80% для необработанных. Они также показали более высокую плотность энергии и меньшее газообразование, чем обычные катоды.

Источник