Ученые улучшили литиевые батареи
Как известно, основными компонентами стандартного литиево-ионного аккумулятора являются два электрода (анод и катод), а также электролит. Обычно для анода используют графит, а для катода оксид металла, например кобальта и никеля. Электролитом, как правило, служит литиевая соль в органическом растворителе. Такие литиево-ионные батареи, к сожалению, не обладают большими ресурсами работы.
Американские инженеры из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории пришли к выводу, что надо модернизировать катод в составе литиево-ионных аккумуляторах. Сперва ученые использовали модернизированный вариант марганца или железа, которые в исходном своём состоянии немного уступают по функциональности кобальту и никелю, зато выигрывают по себестоимости производства. Наиболее удачным из всех фосфатов металлов оказался фосфат лития-марганца LiMnPO4.
Как оказалось такой материал для электрода обладает очень высокой ёмкостью в 171 мАч/г. Но на практике учёным до сих пор удалось приблизиться лишь к показателю в 120 мАч/г. Связано это с тем, что при изготовлении электрода традиционным методом его строение оказывается хаотичным и препятствует дальнейшей работе детали на все 100%.
Дальнейшим этапом работы ученых было то, как бы усовершенствовать структуру катода. И тут они пришли к необычному методу: они смешали некоторое количество микрочастиц воска и мыла с компонентами электрода, после чего нагрели смесь до 400 °C.
После таких манипуляций учёным удалось приблизиться к максимуму при зарядке и разрядке в течение двух суток - из материала было "выжато" аж 168 мАч/г при теоретических 171 мАч/г. Однако, при скоростном режиме (заправка за час) тестовый аккумулятор показал лишь 54 мАч/г.
Несмотря на слабые возможности модернизированного аккумулятора при быстрой зарядке ученые надеются, что их изобретение в дальнейшем будет еще более модернизировано и позволит улучшить свойства литиево-ионных аккумуляторов, пишет Научно-популярный интернет-журнал MEMBRANA со ссылкой на статью, опубликованную в Nano Letters.