Литиево-ионные батареи привлекательны высокой плотностью энергии, но имеют определенные недостатки, прежде всего, непродолжительный срок службы и возможность возгорания при нарушении режима работы. Ученым из Аргоннской национальной лаборатории, удалось, как говорят в таких случаях, убить двух зайцев — предложенный ими материал для батарей может сделать батареи безопаснее и долговечнее. Интересно, что «побочным эффектом» является увеличение емкости источников питания на 30%.
Секрет успеха кроется в повышении эффективности положительного электрода батареи за счет применения нового материала. В обычных батареях используются электроды из оксида кобальта, которые даже при незначительном перегреве могут стать причиной короткого замыкания, быстрого роста температуры и даже взрыва батареи. Дело в том, что при нагревании оксида кобальта образуется кислород, реагирующий с растворителем, содержащимся в электролите, что, в свою очередь, вызывает дальнейшее повышение температуры и «раскрутку» реакции. Исследователи решили заменить часть оксида кобальта химически более стабильным веществом, оксидом марганца.
Кроме того, в композит, из которого формируется электрод, было добавлено вещество, не участвующее в реакции и увеличивающее срок службы электрода. Как утверждается, это позволило получить 1500 циклов заряда-разряда без существенной потери емкости. Это примерно вдвое лучше, чем у современных батарей, используемых в ноутбуках.
Усовершенствования позволили увеличить и емкость батареи — при сохранении размеров и веса, новые батареи, по оценке ученых, смогут накапливать на 20-30% больше энергии.
Разработка уже находится на пути к потребителям — ее коммерциализацией занялась японская компания Toda Kogyo.
Источник: Аргоннская национальная лаборатория