Ускорение экстремально быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов

Современное общество массово переходит от ископаемого топлива к возобновляемым ресурсам и электрическим батареям. Несмотря на настоятельную необходимость перехода на более экологичные методы, основные проблемы, связанные с эффективностью и устойчивостью, требуют преодоления. Например, массовому внедрению на рынок литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов для использования в электромобилях препятствует низкая скорость их зарядки. «Экстремальная» быстрая зарядка (при которой 80% батареи заряжается в течение 10 минут), высокая плотность энергии и длительный срок службы — это «Святой Грааль» функций, которые автомобильная промышленность ищет в батареях. Чтобы обеспечить возможность быстрой зарядки аккумуляторов, исследователи давно пытались улучшить массоперенос электролитов и перенос заряда в электродах, при этом были проведены обширные исследования первого по сравнению со вторым. Теперь исследование, проведенное группой исследователей под руководством профессора Нориёси Мацуми из Японского передового института науки и технологий (JAIST), демонстрирует новый подход к облегчению быстрой зарядки с использованием связующего материала, который способствует интеркаляции литий-иона активного материала. Связующий материал приводит к улучшенной диффузии десольватированных ионов лития через поверхность раздела твердого электролита (SEI) и внутри материала анода и обеспечивает высокую проводимость, низкий импеданс и хорошую стабильность. В состав группы входили бывший старший преподаватель Раджашекар Бадам, научный сотрудник с докторской степенью Ануша Прадхан, бывший аспирант Рёя Мияири и аспирант Нориюки Такамори из JAIST. Их результаты были опубликованы в журнале ACS Materials Letters. «Наша текущая стратегия использования полимера бората лития биологического происхождения в качестве водного полиэлектролитного связующего для улучшения переноса заряда внутри электродов, таких как графитовые аноды, демонстрирует способность к быстрой зарядке», — заявляют соответствующие авторы проф. Мацуми и Бадам из JAIST. В то время как большинство исследований аккумуляторов сосредоточено на разработке активных материалов и улучшенном массопереносе электролитов, текущее исследование предлагает другой подход, заключающийся в разработке специального связующего материала, который способствует внедрению ионов лития в активный материал. «Связующий материал включает легко диссоциирующий борат лития, который улучшает диффузию ионов лития в анодных матрицах. Кроме того, это связующее может образовывать борорганический SEI, который демонстрирует очень низкое межфазное сопротивление по сравнению с обычными аккумуляторными элементами», — объясняет профессор Мацуми. Роль соединений бора (таких ка...

Читайте полную новость на android-robot.com

Опубликовано: 08:00, 06.03.2023

Новость из рубрики: Технологии, Наука

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа