Технології

Створена літій-металева батарея з рекордною питомою ємністю

Зарядка

Інститут Гельмгольца в Ульмі( HIU), який проводить «прикладні фундаментальні дослідження в області акумуляторів», оголосив про створення рекордної за своїми характеристиками літій-металевої комірки.

Її питома ємність в два рази більше, ніж у масових літій-іонних осередків, але головне — вченим вдалося знайти відповідний електроліт, який не допускає руйнування катода і дозволяє істотно продовжити термін служби батареї. Результати дослідження HIU опубліковані в науковому журналі Joule.

Читайте також:  Аналітик назвав головні особливості iPhone 14

Від літій-іонної літій-металева комірка відрізняється матеріалом анода: тут використовується не графіт, а металевий літій, який може накопичувати в 10 разів більше енергії.

Камінь спотикання на шляху до комерційного використання таких батарей-комплексні реакції навколо анода, в тому числі утворення дендритів літію. Цю проблему вирішують різними способами-наприклад, додаванням до анода смолистого вуглеводню гільсоніту, – але в HIU обійшлися лише заміною електроліту.

Перші лабораторні досліди вчені провели з використанням багатошарового збагаченого нікелем катода NCM88 і комерційно доступного електроліту LP30 на основі органічних сполук. Однак таке поєднання викликало розтріскування катода і утворення мохоподібного літійсодержащего шару на аноді, а після тисячі циклів перезарядки залишкова ємність осередку склала всього 36,9 відсотка від початкової.

Читайте також:  Windows 10 почала блокувати торрент-клієнти і софт для Майнінг

Літій-металева батарея

Заміна LP30 на важкозаймистий двоаніонний рідкий електроліт ILE значно скоротила структурні модифікації катода, і вченим вдалося отримати прийнятні параметри.

Так, питома ємність літій-металевого осередку досягла 560 ват-годин на кілограм. Для порівняння: літій-іонні володіють ємністю в 285, твердотільні — в 400-500 ват-годин на кілограм, і тільки для екзотичних літій-сірчаних і літій-діоксид вуглецевих осередків заявлені кілька тисяч ват-годин.

Не менш важливо також те, що після 1000 циклів зарядки осередок HIU зберегла 88 відсотків ємності, а її кулонівська ефективність (відношення відданих ампер-годин до ампер-годин, отриманих від зарядного пристрою) склала 99,94 відсотка при комерційно життєздатних 99,9.

Читайте також:  Німеччина хоче розширити термін «життя» смартфонів до семи років

Втім, до масового використання таких батарей ще далеко. Однак General Motors вже оголосила, що акумулятори Ultium наступного покоління будуть літій-металевими. Їх заявлена питома ємність – 400-500 ват-годин на кілограм.

Джерело: Helmholtz Institute Ulm