Нова технологія батарей з незначним спадом напруги

Дослідники з Міського університету Гонконгу розробили нову технологію батарей, яка може подолати проблему спаду напруги. Цей прорив має потенціал значно збільшити ємність зберігання енергії батарей, що може привести до більш потужних і стійких рішень для зберігання енергії.

Літій-іонні акумулятори (LiBs) широко використовуються в електронних пристроях, а шаруваті оксиди, збагачені літієм (Li) та марганцем (LMR), є перспективним класом катодів для LiBs завдяки своїй високій ємності та низькій вартості. Однак їхньому застосуванню перешкоджає давня проблема спаду напруги.

Спад напруги — це явище, при якому напруга батареї зменшується з кожним циклом зарядки-розрядки. Це обмежує ємність батареї та її термін служби.

Дослідницька група під керівництвом професорів Рен Яна та Лю Ци розробила новий метод стабілізації унікальної сотоподібної структури катодного матеріалу LMR. Це дозволило створити батареї з незначним спадом напруги — лише 0,02 мВ за цикл. Це є першим випадком використання катодного матеріалу з таким низьким рівнем спаду напруги для магнітно-резонансного резонансу.

У своєму дослідженні, опублікованому в журналі Nature Energy, команда виявила, що додаткові іони перехідних металів, введені в матеріал катода, діють як «ковпачок» над або під стільниковою структурою, запобігаючи міграції катіонів і підтримуючи стабільність. Структура залишалася неушкодженою навіть при високій напрузі відсікання та під час циклу, забезпечуючи структурну цілісність батареї.

«Наша робота вирішила проблему спаду напруги в катоді LMR, при цьому ємність майже вдвічі вища, ніж у широко використовуваних катодних матеріалів, що в кінцевому рахунку прокладає шлях до більш потужних і стійких рішень для зберігання енергії», — сказав професор Лю.

Ці знахідки мають великий потенціал для різних застосувань, від живлення електромобілів до портативної електроніки. Наступним кроком має стати масштабування виробничого процесу для великомасштабного виробництва акумуляторів.

Нагадаємо, відомі дослідницькі інститути виступили з новаторською ініціативою, спрямованою на розгадку таємничих особливостей літієвих акумуляторів.