Разработан самовосстанавливающий слой для твердотельных литиевых аккумуляторов

Ученые придумали новый способ повышения безопасности и производительности твердотельных литий-металлических аккумуляторов (ASSLMB) — технологии источников энергии следующего поколения, которая предназначена для питания всего: от электромобилей до сетей возобновляемой энергии. Большинство современных аккумуляторов содержат легковоспламеняющиеся жидкие электролиты. Следующим этапом развития аккумуляторов является ASSLMB, в котором легковоспламеняющаяся жидкость заменена негорючим твёрдым материалом для переноса электрического заряда между электродами. Хотя они значительно безопаснее, у них есть критический недостаток, который препятствует их надёжности и долговечности. Многократная зарядка и разрядка приводят к образованию зазоров между твёрдым литий-металлическим анодом и твёрдым электролитом, что приводит к быстрому выходу аккумулятора из строя и прекращению его работы. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Китайской академии наук разработали самовосстанавливающийся слой, который они назвали DAI (динамически адаптивная интерфаза), который поддерживает аккумулятор подключенным. Как описывает группа исследователей в статье, опубликованной в журнале Nature Sustainability, DAI вводит в твёрдый электролит во время работы аккумулятора подвижные ионы йода, которые перемещаются и заполняют возникающие зазоры. Этот динамический слой действует как непрерывный герметик, обеспечивающий соединение слоёв и работоспособность аккумулятора. Это снижает необходимость сжимать слои аккумулятора высоким внешним давлением, что в настоящее время является сложным и непрактичным решением. Результаты лабораторных испытаний аккумуляторов оказались впечатляющими. Полностью заряженные аккумуляторные элементы сохранили более 90% своей энергоёмкости даже после 2400 циклов зарядки и разрядки. Чтобы продемонстрировать реальный потенциал технологии, команда также собрала и протестировала пакетный элемент – тип аккумулятора, широко используемый в современной электронике и электромобилях . Он сохранил 74,4% своей ёмкости после 300 циклов без приложения внешнего давления. Будущее аккумуляторов? Технология DAI пока находится на ранней стадии разработки, но при масштабировании она может кардинально изменить ситуацию. «Стратегия DAI представляет собой смену парадигмы в разработке твердотельных аккумуляторов, ускоряя практическое внедрение высокоэнергетических и устойчивых электрохимических систем хранения энергии в современных энергетических сетях», — отмечают исследователи в своей статье. Разработанное учёными решение с самовосстановлением может проложить путь к созданию более безопасных и экологичных аккумуляторов, рассчитанных на долгие годы службы. Эта технология также может привести к созданию электромобилей с увеличенным запасом хода и более надёжных и экологичных систем хранения энергии. Что касается производства, то отсутствие необходимости использования систем высокого давления внутри аккумуляторных батарей упростит и удешевит их массовое производство.

Сообщает android-robot.com

 

Новость из рубрики: Наука и Технологии

 

Поделиться новостью:

 

Топ новости часа

• Ушаков: Россия и США продолжают контакты по закрытым каналам...
• Японская надежность за доступную цену: Почему стоит покупать Suzuki Grand Vitara второго поколения на «вторичке», несмотря на слабые места...
• Роль инноваций в развитии рынка антрацита и металлургических углей в России...
• «Контакты не прерывались»: Песков о взаимодействии России и Азербайджана...
• Apple выпустила iОS 18.6.2. Это обновление для iPhone нужно установить как можно быстрее...
• Альпинист Ищенко заявил, что Наговицина сломала ногу еще до восхождения на пик Победы: «Она поступила безответственно. В таком состоянии нельзя идти в горы»...