Нанопокрытие для батарей электромобилей: ученые увеличили срок службы в 5 раз

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Учёные из Арканзасского университета нашли способ продлить жизнь батареям электромобилей в пять раз. Команда инженеров под руководством Сянбо «Генри» Мэна разработала нанопокрытие, которое улавливает вредный кислород внутри литий-ионных ячеек и не даёт им деградировать.

Автор: grok Источник: grok.com

Проблема популярных катодов NMC811 (никель-марганец-кобальт) известна давно: при многократных циклах заряда-разряда материал выделяет кислород. Этот кислород вступает в реакцию с электролитом, образует газы и побочные продукты, разрушает структуру электрода и снижает ёмкость батареи.

Решение оказалось изящным. Исследователи нанесли на поверхность катода слой сульфида циркония толщиной всего два нанометра. Когда при работе батареи выделяется кислород, покрытие химически связывает его, превращаясь в сульфат циркония. По сути, слой работает как «ловушка» для кислорода: он не даёт ему окислять электролит и повреждать внутренние компоненты ячейки.

Бонусом защитный слой стабилизирует границу между катодом и электролитом, снижает риск микротрещин и сохраняет кристаллическую структуру активного материала. В тестах обычные катоды NMC811 теряли работоспособность уже после ~200 циклов. Образцы с нанопокрытием проработали более 1 000 циклов, а после 1 300 циклов сохранили около 60 % исходной ёмкости.

Технологию наносили методом атомно-слоевого осаждения — точный промышленный процесс, который уже используют при производстве полупроводников. Это упрощает масштабирование разработки. Сейчас испытания проводили на монетных элементах питания, но авторы работы уверены: подход применим и к крупноформатным батареям для электромобилей.

Кевин Веласкес, аспирант и первый автор исследования, отметил в публикации, что команда продолжает работу над оптимизацией состава покрытия и подбором совместимых электролитов. Учёные планируют проверить долговечность решения при высоких температурах и быстрой зарядке — ключевых сценариях эксплуатации электрокаров.

Источник: interestingengineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

В Солнечной системе может быть еще одна звезда: где она прячется и почему ее не видят телескопы

В 1982 году американские палеонтологи Дэвид Рауп и Джек Сепкоски опубликовали в научном журнале Science масштабное исследование. Они собрали самую полную на тот момент базу данных о вымираниях...

Вселенная гораздо старше, а темной материи и энергии не существует: новая теория выдержала проверку рождением первых элементов

Любая космологическая теория, которая претендует на описание устройства Вселенной, обязана пройти проверку первичным нуклеосинтезом. Так в астрофизике называют процесс образования первых атомных...

Денежная шахта: почему более двухсот лет не удаётся достать спрятанный клад на острове Оук

Небольшой остров Оук расположен в заливе Махон у побережья Новой Шотландии в Канаде. С конца XVIII века он стал местом одной из самых продолжительных и затратных попыток найти спрятанный клад....

Почему Крымскую АЭС забросили, хотя она была готова почти на 90%

В декабре 1982 года строители Крымской АЭС торжественно залили первые кубометры бетона в основание реакторного отделения. На бетоновозе закрепили плакат с обещанием построить первый энергоблок в...

Страна Пунт: египтяне плавали туда за редкостями, а мы спорим, где она находилась

Мы знаем, что египтяне привозили из Пунта. Знаем имя одного из его правителей и даже можем посмотреть, как художники изобразили его жену. Сохранились изображения кораблей, грузов и домов на опорах....

Как песчаный остров Сейбл погубил сотни кораблей

У Сейбла судно могло сесть на мель ещё до того, как команда замечала берег. Подводные песчаные косы уходят далеко за оконечности острова, а низкую сушу часто скрывает туман. За несколько столетий...