Літій-іонні акумулятори служитимуть "вічно": що придумали вчені зі США

Дослідники з Техаського університету в Далласі (США) визначили основну причину деградації літій-нікелевих оксидних (LiNiO₂) акумуляторів. Це може розкрити потенціал цього багатообіцяючого матеріалу для більш довговічних літій-іонних батарей, пише interestingengineering.com.

LiNiO₂ з'явився як приваблива альтернатива традиційним катодним матеріалам лише кілька десятиліть тому. Однак його широкому поширенню перешкоджала структурна нестабільність. У літій-іонних акумуляторах швидке зниження ємності відбувається під час циклювання через незворотні фазові переходи, змішування катіонів і втрату кисню, особливо за високих напруг. Це в кінцевому підсумку обмежувало термін служби і знижувало комерційну життєздатність для додатків з високою щільністю енергії.

Щоб впоратися з цією проблемою, вчені з Техаського університету в Далласі застосували обчислювальне моделювання для аналізу процесів на атомному рівні, що відбуваються під час фінальної фази зарядки. Аналіз показав, що хімічна реакція за участю атомів кисню в структурі LiNiO₂ призводить до того, що матеріал стає нестабільним і тріскається.

З цим новим розумінням команда розробила теоретичне рішення: зміцнення катода LiNiO₂ шляхом введення позитивно зарядженого іона або катіона для формування "стовпів", які роблять матеріал міцнішим і перешкоджають його деградації.

Вчені створять лабораторію для виробництва прототипів акумуляторів. Потім вони збільшать масштаб синтезу матеріалів і вироблятимуть сотні батарей нового типу на тиждень.

Раніше ми писали, що створено проривний акумулятор на основі кремнію. Акумулятор LeydenJar подолав важливу проблему, яка не давала змоги використовувати батареї з кремнієвим анодом у телефонах, ноутбуках і переносних пристроях.