Новое защитное покрытие для батарей увеличивает срок их службы на 30%

Специалисты Хэбэйского университета и Университета Лунъянь разработали инновационное покрытие LiF@spinel, которое значительно повышает долговечность литий-ионных аккумуляторов с катодами высокого содержания лития. Технология представляет собой двухслойную защитную систему, состоящую из внутреннего буферного слоя шпинели и внешнего защитного слоя фторида лития.

Внутренний слой шпинели формируется непосредственно на поверхности катода методом реконструкции in situ, создавая трехмерную сеть для эффективного переноса ионов лития. Внешний слой LiF химически связывается с поверхностью через якорные связи Ni-F, предотвращая коррозию от воздействия электролита.

Экспериментальные испытания продемонстрировали существенное улучшение характеристик. Катод с новым покрытием сохранил 81,5% первоначальной емкости после 150 циклов зарядки-разрядки при температуре 2°C, в то время как обычный катод без покрытия показал лишь 63,2%. При экстремально быстрой зарядке на уровне 5°C система с двойным покрытием удержала более 80% емкости.

Анализ электрохимического импеданса выявил снижение внутреннего сопротивления, ускорение ионного транспорта и уменьшение образования коррозионных побочных продуктов. Структурная целостность покрытия подтверждена методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Разработка направлена на решение ключевых проблем слоистых оксидов с высоким содержанием лития, включая выделение кислорода при высоких напряжениях, структурную деградацию и потерю активного материала. Результаты исследования опубликованы в журнале Energy Materials and Devices.

Источник: Interestingeng Iineering