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

Почему хурма вяжет рот и как убрать этот неприятный эффект?

Обожаю осень не только за золотые листья, но и за хурму. Помните этот момент, когда покупаешь красивый, ярко-оранжевый плод, откусываешь с предвкушением… и тут рот начинает «вязать» так,...

Почему молоко убегает из кастрюли, хотя вода при кипении ведёт себя иначе?

Знаете это чувство? Поставил молоко для каши, отвернулся буквально на секунду — телефон завибрировал, сообщение глянул, — а на плите уже вовсю разворачивается пенная драма....

Физики заставили пустоту рождать материю и антиматерию: как ультрахолодные атомы показали неуловимый процесс

В классической физике вакуум определяется просто — это пространство, в котором нет ни одной частицы вещества. Однако квантовая механика запрещает существование абсолютной пустоты....

Почему кремний-углеродные аккумуляторы могут навсегда изменить рынок смартфонов?

Знакома ситуация, когда к трем часам дня телефон уже жалобно просит розетку, а повербанк становится постоянным спутником в сумке? Мы привыкли мириться с тем, что ради тонкого и изящного корпуса...

Сельпо: почему сельские магазины в СССР называли именно так и что означало это название

В советское время в любой деревне и небольшом селе был свой магазин с вывеской «Сельпо». Фразы «Сбегай-ка в сельпо», «Что сегодня дают в сельпо?», «Сходи по хлеб в сельпо» были понятны всем....

Почему яйца иногда чистятся идеально, а иногда скорлупа отходит вместе с белком?

Наверняка каждый сталкивался с такой ситуацией: варишь яйца, вроде бы всё делаешь одинаково, но результат каждый раз разный. Одни чистятся буквально за несколько секунд, скорлупа отходит...