«Чистое» соединение металлов в твердотельных батареях увеличило их мощность в 2 раза

Ученые из Токийского технологического института (Tokyo Tech экспериментально продемонстрировали, что чистые соединения увеличивают емкость твердотельной литиевой батареи. Об этом пишет American Chemical Society.

Жидкие литий-ионные аккумуляторы сегодня можно найти повсюду: они распространены благодаря широкому применению в большинстве повседневных мобильных устройств. Несмотря на то, что они обладают значительной долей преимуществ, аккумуляторные батареи на жидкой основе тнесут заметный риск. Это стало очевидным для общественности в последние годы после сообщений о возгорании смартфонов из-за ошибок конструкции, которые привели к утечке и возгоранию жидкого электролита батареи.

Другие недостатки: стоимость изготовления, долговечность и емкость, — побудили ученых изучить другую технологию: твердотельные литиевые батареи (SSLB). SSLB состоят из твердых электродов и твердого электролита, которые обмениваются ионами лития (Li) во время зарядки и разрядки. Их более высокая плотность энергии и безопасность делают SSLB очень мощными источниками.

Тем не менее, существует еще много технических проблем, препятствующих коммерциализации SSLB. Для текущего исследования ученые провели серию экспериментов и пришли к выводу, что может поднять производительность SSLB на новый уровень. Профессор Таро Хитосуги из Tokyo Tech, который руководил исследованием, объясняет их мотивацию: «LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 (LNMO) является многообещающим материалом для положительного электрода SSLB, поскольку он может генерировать сравнительно более высокие напряжения. В этом исследовании мы показали, что аккумулятор работает при 2,9 и 4,7 В и одновременно обеспечивает большую емкость, стабильную цикличность и низкое сопротивление на границе раздела электролит/электрод».

Предыдущие исследования показали, что создание чистого интерфейса электролит/электрод необходимо для достижения низкого сопротивления интерфейса и быстрой зарядки SSLB на основе LNMO. Ученые также отметили, что ионы Li спонтанно мигрировали из электролита Li3PO4 (LPO) в слой LNMO при изготовлении, образуя фазу LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 (L 2 NMO) в LNMO с неизвестным распределением и влиянием на характеристики батареи.

Поразительно, но чистый с точки зрения металлов интерфейс облегчил интеркаляцию и деинтеркаляцию Li во время зарядки и разрядки SSLB. В результате емкость SSLB с чистым интерфейсом была вдвое больше, чем у обычных батарей на основе LNMO.


Читайте  также:

Большое количество серых китов начали голодать и умирать в Тихом океане

Треть переболевших COVID-19 возвращаются в больницу. Каждый восьмой — умирает

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука