Сегодня 08 мая 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Создан литиевый аккумулятор со всеми передовыми технологиями — у него рекордная энергоёмкость, но множество проблем

Международная группа учёных изучила взаимное влияние нескольких перспективных компонентов литиевых аккумуляторов на рабочие характеристики батарей. В основном они испытывали новый твердотельный электролит, хотя электроды тоже были не простые, а литийметаллические и литийвоздушные. И хотя не всё получилось гладко, предложенные аккумуляторы запасали почти в два раза больше энергии, чем традиционные литийионные.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Остроту проблемы умножает то, что и литийметаллические, и литийвоздушные электроды (анод и катод) имеют собственные и до конца нерешённые проблемы. Поэтому исследователи не были уверены, как они поведут себя с твёрдым электролитом. Забегая вперёд, отметим, что работа показала возможные пути решения целого ряда проблем при изготовлении перспективных аккумуляторов и в этом её главная ценность.

Вкратце сообщим, что металлический литий в составе электрода провоцирует быстрое осаждение лития из электролита на нём и это ведёт как к потере ионов лития, что сказывается на ёмкости батареи, так и к росту игл-дендритов, а это риск короткого замыкания и выхода аккумулятора из строя. Литийвоздушные электроды, в свою очередь, страдают от паразитных процессов окисления, и это резко снижает срок службы батарей.

Разобраться с проблемами литийвоздушного электрода и ионной проводимостью твёрдого электролита помог такой материал, как фосфид тримолибдена (Mo3P). Наночастицы Mo3P в составе пористого материала электрода участвуют в нужных перестройках связей между атомами кислорода и снижают образование агрессивных оксидов на электроде: супероксида лития (LiO2) и пероксида лития (Li2O2). И этому была посвящена основная часть исследования, что самым прямым образом влияет на долговечность аккумулятора. Так, электрод с Mo3P выдержал 1200 циклов заряда и разряда, тогда как ранее в случае литийвоздушных батарей речь шла всего о десятках циклов.

Что касается нового электролита, то он, во-первых, показал высочайшую проводимость ионов лития и, во-вторых, обеспечил высокую плотность каналов проводимости и их равномерное распределение в месте соприкосновения с электродами. Благодарить за это надо наночастицы Li10GeP2S12 в ионных каналах, которые оказались отличными транспортёрами для ионов лития. Более того, ионы лития в таком электролите концентрировались даже без включения аккумулятора в цепь, что позволяло сразу запускать батарею в работу после включения, а это высокие стартовые токи, необходимые, например, для тяговых нагрузок.

К сожалению, предложенная учёными конструкция аккумулятора заметно уступила традиционным литиевым аккумуляторам по энергоэффективности. Рабочий нагрев перспективной батареи довольно быстро вёл к деградации её ёмкости. Кроме того, изначально этот параметр был ниже, чем у современных аккумуляторов и находился на уровне 93 % вместо 95 % у действующих батарей.

Положительным моментом учёные справедливо посчитали то, что удельная плотность накопления энергии у новой разработки более чем в два раза выше современных прототипов, и в 2,5 раза выше современных массовых аккумуляторов — 685 Вт·ч/кг. Осталось найти возможность уменьшить негативные факторы и хотя бы сохранить позитивные. Научная работа показала, в каком направлении для этого надо двигаться.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Еженедельный чарт Steam: Gray Zone Warfare обошла Counter-Strike 2, а Total War: Warhammer III заняла четыре строчки в топ-10 2 ч.
Owlcat раскрыла, когда выйдет «Танец Масок» — последнее дополнение к Pathfinder: Wrath of the Righteous 4 ч.
Симулятор космической больницы Galacticare отправит спасать галактику по одному пациенту за приём — новый трейлер и дата выхода 6 ч.
TikTok подал в суд на правительство США в попытке отменить закон о запрете приложения 7 ч.
Режиссёр Deathloop и Marvel’s Blade жёстко раскритиковал руководство Microsoft за закрытие Arkane Austin 7 ч.
API Google Fit будет закрыт в 2025 году — многие носимые устройства перестанут полноценно работать 7 ч.
Apple вновь отклонила игру для Vision Pro с реалистичным изображением оружия, но потом передумала 9 ч.
Microsoft закроет три студии Bethesda, включая разработчиков Hi-Fi Rush и Redfall 10 ч.
Прибыль Disney выросла на 12 %, несмотря на провал по подписчикам Disney+ 10 ч.
CD Projekt Red раскрыла дату выхода мощного редактора модов REDkit для The Witcher 3: Wild Hunt 12 ч.
Tecno выпустила в России смартфоны Pova 6 и Pova 6 Neo с большими батареями, техно-дизайном и MediaTek G99 Ultimate 2 ч.
AWS вложит $9 млрд в расширение облачной инфраструктуры в Сингапуре 5 ч.
Huawei выпустила на глобальный рынок лёгкий ноутбук MateBook X Pro и планшет MatePad 11,5"S с художественным уклоном 5 ч.
Apple работает над собственными серверными ИИ-ускорителями 5 ч.
Google представила Pixel 8a — смартфон за $499 с флагманским чипом и 120-Гц экраном 6 ч.
Электромобили Tesla с включённым автопилотом продолжили попадать в ДТП даже после обновления ПО 7 ч.
Apple снизила цену на iPad 10 и прекратила выпуск iPad 9 — последнего планшета с кнопкой «Домой» 7 ч.
Мировые поставки материалов для выпуска чипов упали на 8,2 % — только Китай показал рост 7 ч.
Apple представила стилус Pencil Pro с поддержкой жестов сжатия и вращения за $129 7 ч.
Apple представила клавиатуру Magic Keyboard для новых iPad Pro — теперь с функциональными клавишами, Esc и увеличенным трекпадом 7 ч.