Вчені зробили важливе відкриття завдяки безладу: тепер батареї працюватимуть краще

Покращена структура електродів літій-іонних акумуляторів подвоїла збереження ємності після 200 циклів зарядки/розрядки.

Міжнародна дослідницька група на чолі з Технічним університетом Делфта виявила, що локальний безлад у матеріалі оксидного катода збільшує кількість разів, коли літій-іонні батареї можуть заряджатися і розряджатися. Як пише SciTechDaily, це відкриття може призвести до створення нового покоління акумуляторів з низькою вартістю виробництва і меншим викидом вуглекислого газу.

Серед безлічі типів акумуляторних батарей літій-іонні є одними з найпотужніших і найширше застосовуваних. Для їхнього електричного з'єднання в якості електродів часто використовують шаруваті оксиди. Однак їхня атомна структура стає нестабільною під час заряджання акумулятора. Зрештою це впливає на термін служби батареї. Щоб вирішити цю проблему, група вчених Делфтського технічного університету об'єдналася з міжнародними дослідниками.

Разом вони з'ясували, що шаруватий оксид акуратно впорядкований, але якщо внести так званий хімічний безлад ближньої дії в цей матеріал за допомогою вдосконаленого методу синтезу, то шаруватий оксид стає більш стабільним під час використання батареї. Покращена таким чином структура електродів майже подвоїла збереження ємності акумулятора після 200 циклів зарядки/розрядки. Крім того, цей хімічний безлад ближньої дії збільшив перенесення заряду в електроді, що призвело до скорочення часу зарядки. Команда продемонструвала ці переваги на комерційних катодах, що добре зарекомендували себе, таких як оксид літію-кобальту (LiCoO2) і оксид літію-нікелю-марганцю-кобальту (NMC811).

Вчені планують дізнатися, чи можна використовувати ті самі принципи проєктування матеріалів для виготовлення катодів із менш дефіцитної сировини.

"І кобальт, і нікель є так званими критично важливими матеріалами для енергетичних технологій, і було б добре скоротити використання цих матеріалів у батареях", — наголосив один з авторів дослідження Марнікс Вейджмейкер.