Ученые совершили важное открытие благодаря беспорядку: теперь батареи будут работать лучше

Международная исследовательская группа во главе с Техническим университетом Делфта обнаружила, что локальный беспорядок в материале оксидного катода увеличивает количество раз, когда литий-ионные батареи могут заряжаться и разряжаться. Как пишет SciTechDaily, это открытие может привести к созданию нового поколения аккумуляторов с низкой стоимостью производства и меньшим выбросом углекислого газа.

Среди множества типов аккумуляторных батарей литий-ионные являются одними из самых мощных и широко применяемых. Для их электрического соединения в качестве электродов часто используют слоистые оксиды. Однако их атомная структура становится нестабильной во время зарядки аккумулятора. В конечном итоге это влияет на срок службы батареи. Чтобы решить эту проблему, группа ученых Делфтского технического университета объединилась с международными исследователями.

Вместе они выяснили, что слоистый оксид аккуратно упорядочен, но если внести так называемый химический беспорядок ближнего действия в этот материал посредством усовершенствованного метода синтеза, то слоистый оксид становится более стабильным при использовании батареи. Улучшенная таким образом структура электродов почти удвоила сохранение емкости аккумулятора после 200 циклов зарядки/разрядки. Кроме того, этот химический беспорядок ближнего действия увеличил перенос заряда в электроде, что привело к сокращению времени зарядки. Команда продемонстрировала эти преимущества на хорошо зарекомендовавших себя коммерческих катодах, таких как оксид лития-кобальта (LiCoO2) и оксид лития-никеля-марганца-кобальта (NMC811).

Важно Мечта водителей: батареи из Китая зарядятся за 10 минут и обеспечат почти 1000 км хода

Ученые планируют узнать, можно ли использовать те же принципы проектирования материалов для изготовления катодов из менее дефицитного сырья.

"И кобальт, и никель являются так называемыми критически важными материалами для энергетических технологий, и было бы хорошо сократить использование этих материалов в батареях", — подчеркнул один из авторов исследования Марникс Вейджмейкер.