Новый метод производства твердотельных литий-ионных аккумуляторов удвоит их плотность

Исследователи из Австралийского института пограничных материалов Дикина разработали технологию, которая позволяет использовать обычные промышленные полимеры для создания твердых электролитов. Открытие позволит создавать твердотельные литий-ионные аккумуляторы двойной плотности, которые не будут взрываться и загораться при перегреве. Исследование опубликовано в журнале Joule.

В литий-ионных батареях, установленных в большинстве электронных устройств и в некоторых видах транспорта, положительно заряженные катионы лития Li2+ используются в качестве химического «поршня» для проведения электрического заряда через контур. При полной зарядке катионы находятся в аноде батареи, а как только цепь открывается, перетекают в катод. При этом возникает электрический ток, который позволяет устройству работать.

В качестве электролита в литий-ионных аккумуляторов используются летучие жидкие растворители — исследователи предложили заменить их на твердый полимерный материал. Это позволит батареям такого типа работать с анодом из металлического лития — такая модернизация позволит увеличить емкость батареи и предотвратить ее взрыв или возгорание при перегреве.

Сейчас максимально возможная коммерческая плотность литий-ионных батарей составляет 250 Вт/кг (в батарейном блоке Tesla Model 3). Открытие позволит повысить увеличить ее на 500 Вт/кг, что приведет к значительному увеличению дальности хода электромобилей и другой техники с электродвигателем.

Ранее инженеры из Национальной лаборатории в Ричланде выяснили причину появления «усов» — микроскопических нитей из лития, которые образуются внутри литий-ионных батарей и приводят к короткому замыканию и взрыву. Открытие позволит создать полностью безопасные перезаряжаемые аккумуляторы такого типа.