Ученые нашли способ повысить эффективность и долговечность литий-ионных аккумуляторов

Интернациональная несколько исследователей, в состав которой вошли ученые из Сколтеха, придумали как поменять кристаллическую структуру катода литий-ионного аккумулятора, дабы существенно повысить его срок и эффективность работы без ущерба для безопасности, сказала пресс-служба Сколтеха. Изучение ученых размещено в издании Nature Materials, а его результаты может оказаться крайне важными для современной электроники, применяющей литий-ионные аккумуляторная батареи.

Ученые нашли способ повысить эффективность и долговечность литий-ионных аккумуляторов

© Matt Cardy/Getty Images

«В отечественной работе мы продемонстрировали, как возможно в полной применять емкость литий-ионного аккумулятора, не опасаясь взрывов, деградации и возгораний материалов», — растолковал один из авторов работы, доктор наук Центра Сколтеха по электрохимическому хранению энергии, Артем Абакумов.

Главные характеристики литий-ионных аккумуляторная батарей

Литий-ионные батареи — это главные источники энергии для современной портативной электроники, каковые употребляются в большинстве сотовых телефонов, фотоаппаратов и ноутбуков. Переносчиками заряда в таких аккумуляторная батареях помогают ионы лития: в то время, когда батарея разряжается они покидают катод — отрицательный электрод батареи, а в то время, когда заряжается, тогда ионы лития входят в катод обратно. Обычным материалом катода для современных литий-ионных аккумуляторная батарей помогает слоистый смешанный оксид лития и кобальта.

Две главные характеристики литий-ионного аккумулятора — это ёмкость циклов и число перезарядки, другими словами количество лития, покидающего кристаллическую решетку смешанного оксида на протяжении заряда и возвращающегося назад при заряде. В большинстве случаев из катода уходит не больше 60% ионов лития, а повышение данной характеристики ведет к опасности возгорания и взрыва аккумулятора, поскольку по окончании выхода лития атомы кислорода в составе смешанного оксида смогут начать взаимодействовать с растворителем, в который загружён катод, а эта реакция сопровождается обильным выделением тепла.

Количество циклов перезарядки аккумулятора также очень сильно ограничено его структурой: в то время, когда литий покидает собственные позиции в катоде, на его место мигрируют ионы кобальта, в следствии части лития уже не имеет возможности возвратиться обратно, а емкость батареи неспешно падает.

Новая структура литий-ионных аккумуляторная батарей

В новой работе ученые внесли предложение метод благодаря которому возможно совладать с этими проблемами. Хороший катод литий-ионного аккумулятора имеет слоистую структуру, где слои лития перемежаются со слоями переходного металла и кислорода (это возможно кобальт либо второй металл). Такое строение материала содействует миграции ионов переходного металла и исходя из этого ученые внесли предложение принципиально иную кристаллическую структуру катодного материала.

В новой структуре слои перемещены относительно друг друга, вместо слоистой структуры материал получает каркасное строение. Оказалось, что такие катоды трудятся намного стабильнее: энергия в них фактически не теряется с каждым циклом перезарядки, а новая структура разрешает извлекать из катода при зарядке фактически целый литий без риска возгорания.

В работе в качестве модельного объекта употреблялись соединение лития с оксидом иридия — через чур дорогой материал для массового производства. Исходя из этого в будущем ученые собираются продолжить собственные изучения и отыскать более распространенный и недорогой металл на замену иридия в составе каркасной структуры катодного материала.

Источник: ИТАР-ТАСС

КАК ВОССТАНОВИТЬ ЗАРЯЖАЕМОСТЬ LI-ION АККУМУЛЯТОРОВ.HOW TO RESTORE charging LI-ION BATTERY


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: