Учені подовжили життя батареї в кілька разів: що вони придумали

Для випробувань використовували шар дисульфіду молібдену (MoS₂), вирощеного методом хімічного осадження з парової фази металоорганічних сполук на струмоз'єднувачі з нержавіючої сталі, пише eurekalert.org. У проведенні дослідження брали участь фахівці з Корейського науково-дослідного інституту хімічних технологій (KRICT).

Твердотільні батареї проти літій-іонних

У звичних літій-іонних батареях використовують рідкі електроліти, і тому такі батареї є легкозаймистими. У твердотільних батареях, як зрозуміло з назви, вогненебезпечні рідкі електроліти замінено на твердотільні, і вони, окрім більшої безпеки, забезпечують вищу щільність енергії та стабільнішу роботу за низьких температур.

Безанодний твердотільний акумулятор (AFASSB) — це ще один крок уперед. Під час його виготовлення повністю виключається анод — електрод в електронній або електротехнічній схемі, який характеризується тим, що рух електронів спрямований від нього. Натомість іони літію мігрують з катода (електрода, до якого спрямований рух) під час початкового заряду та пластини на струмоприймачі, утворюючи літієвий шар. Ця структура збільшує щільність енергії за рахунок зменшення об'єму комірки.

Однак повторне нанесення або видалення літію на інтерфейс струмоприймача часто призводить до нестабільності інтерфейсу і скорочення терміну служби. Щоб цього уникнути, можна використовувати покриття з благородних металів (наприклад, срібла або індію), але цей метод навряд чи можна використовувати в комерційних масштабах через високу вартість.

Щоб розв'язати ці проблеми, дослідники застосували недорогі тонкі плівки MoS₂-нанолистів. Під час циклування MoS₂ вступає в реакцію конверсії з літієм, утворюючи металічний Mo і сульфід літію (Li₂S), які діють як літофільний інтерфейсний шар. Цей проміжний шар допомагає пригнічувати дендритний ріст літію та покращує інтерфейсну стабільність.

Під час випробувань батареї з покритими MoS₂ комірками продемонстрували стабільну роботу протягом понад 300 годин, тоді як комірок з чистою нержавіючою сталлю вистачало лише на 95 годин. Повні комірки з шарами MoS₂ також досягли в 1,18 раза вищої початкової розрядної ємності (136,1 → 161,1 мАг/г) і семикратного поліпшення збереження ємності (8,3% → 58,9% після 20 циклів).

Наразі розробка ще перебуває на ранній стадії, проте дослідники налаштовані доволі оптимістично й очікують її практичної реалізації до 2032 року.

Раніше стало відомо, що завдяки зусиллям британських фахівців було створено батарею, яка може очищати повітря. В основі її роботи лежить уловлювання оксиду виглецю, який потім перетворюється на електроенергію.

Також Фокус повідомляв, що американські дослідники винайшли літій-повітряну батарею майбутнього, яка працює в 4 рази швидше за звичайну і не горить.