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

Обзор набора ОЗУ ADATA XPG ARMAX DDR5 32 ГБ – сдержанное оформление и отсутствие излишеств

Пока большинство производителей ориентируются на броский игровой стиль и множество светодиодной подсветки, немалая доля пользователей предпочитает строгие, надёжные и незаметные варианты. Именно...

Тамагояки: как обычный омлет превращается в японский рулет из множества тонких слоёв

Обычный омлет готовят так, будто хотят как можно скорее превратить жидкое яйцо в единую мягкую массу. С тамагояки всё наоборот. Здесь яйцу не дают стать одним большим пластом. Его наливают...

Почему Тунгусский угольный бассейн до сих пор остаётся нетронутым, хотя он имеет огромные запасы

Под сибирской тайгой и тундрой скрывается один из крупнейших угольных бассейнов планеты. Тунгусский угольный бассейн занимает площадь свыше одного миллиона квадратных километров, простираясь...

Зачем во Франции построили огромную печь, которую нагревает Солнце

Чтобы нагреть металл до высокой температуры, обычно сжигают топливо или используют электричество. Во французских Пиренеях для этого построили сооружение с огромным вогнутым зеркалом. Перед ним...

Садовое кресло на высоте 4880 метров: история необычного полёта Ларри Уолтерса

В садовом кресле обычно сидят на газоне или веранде, но летом 1982 года одно такое кресло заметили пилоты пассажирских самолётов над Калифорнией. В нём находился 33-летний Ларри Уолтерс, а над ним...