Новая технология Оксфордского университета позволит батареям служить на 40% дольше

Исследователи Оксфордского университета создали методику, позволяющую совершить прорыв в производстве литий-ионных батарей. Новая технология визуализации внутренних компонентов указывает путь к созданию аккумуляторов, способных заряжаться в разы быстрее и сохранять емкость на протяжении гораздо более длительного срока. Результаты работы опубликованы в авторитетном журнале Nature Communications.

Главная сложность в совершенствовании батарей долгое время заключалась в невозможности точно отследить поведение полимерных связующих веществ. Эти материалы, составляющие менее 5% массы электрода, выполняют роль «клея», скрепляющего частицы графита или кремния. От того, как именно распределяется этот невидимый глазу компонент, зависит скорость прохождения ионов и структурная целостность анода. Группа энтузиастов, возглавляемая доктором С. Занковским решила эту задачу, создав запатентованную технологию окрашивания. Ученые научились прикреплять к связующим веществам специальные маркеры из серебра и брома. Под электронным микроскопом эти метки испускают характеристические лучи, позволяя специалистам впервые увидеть точное расположение связующих элементов на наноуровне.

Применив новый метод, исследователи обнаружили, что даже минимальные корректировки на этапе перемешивания и избавления сырья от влаги критически влияют на итоговые свойства АКБ. Оптимизация производственного цикла позволила уменьшить внутреннее сопротивление экспериментальных электродов до 40%. Именно оно — главный барьер, не дающий современным аккумуляторам принимать заряд так же быстро, как это происходит, например, с конденсаторами.

Уникальность разработки заключается в ее универсальности. Методика одинаково эффективна как для стандартных графитовых анодов, так и для перспективных кремниевых компонентов, которые считаются будущим индустрии накопителей энергии. Это открывает возможность для создания батарей следующего поколения с рекордной плотностью энергии и устойчивостью к деградации. Таким образом, оксфордский прорыв приближает эру электромобилей и гаджетов, которые будут служить годами без потери автономности.

Источник: sciencedaily