Корейські вчені винайшли новий метод підвищення щільності енергії батареї

Вчені з Університету Ханянг у Сеулі розробили іноваційний метод для підвищення ефективності та тривалості роботи акумуляторів, які використовуються в різноманітних електронних пристроях і транспортних засобах. Суть їхнього підходу полягає у використанні спеціального розчину для очищення та нанесення покриття на катоди акумуляторів.

Батареї необхідні для живлення багатьох сучасних гаджетів і машин, від смартфонів і ноутбуків до електромобілів і роботів. Однак одним з головних викликів, з яким стикаються розробники акумуляторів, є збільшення щільності енергії та довговічності акумуляторних елементів.

Катоди з високим вмістом нікелю визначаються своєю високою емісійною здатністю та доступністю за невеликою вартістю. Проте, вони також стикаються зі недоліком – швидкою деградацією внаслідок високої реактивності при взаємодії з навколишнім середовищем.

Ця особливість призводить до утворення небажаних сполук літію на поверхні катода та шкідливих побічних реакцій з електролітом, що є рідиною, що транспортує електричний заряд всередині акумулятора.

Науковці виробили ефективне рішення цього питання, використовуючи простий метод: промивання катодів водою, що містить розчинені іони кобальту (Co). Цей процес видаляє надлишок літію з поверхні катода та утворює тонкий, рівномірний шар, що містить кобальт, який діє як захисний екран. Шар запобігає прямому контакту катода з електролітом, тим самим зменшуючи ймовірність подальшої деградації.

Додатково вчені застосували фторове покриття на промитий катод, що ще більше підвищило стабільність та безпеку акумуляторної батареї. Фторове покриття надійно запобігає розщепленню солей електроліту та утворенню газових бульбашок, які можуть викликати набрякання та, в крайньому випадку, вибух акумулятора.

Оброблені катоди зберегли понад 90% своєї початкової ємності після 500 циклів, порівняно з менш ніж 80% для необроблених. Вони також показали вищу щільність енергії та менше газоутворення, ніж звичайні катоди.

Джерело