Российские химики создали электролит для литиевых аккумуляторов нового поколения
Российские химики создали новый электролит для литиевых аккумуляторов с металлическим анодом. Материал показал стабильную работу в течение примерно 1000 часов циклирования и может использоваться при создании более безопасных и долговечных батарей.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 25 сентября /Новости науки/. Российские химики разработали композиционный электролит для литиевых аккумуляторов с металлическим анодом, который обладает высокой ионной проводимостью и сохраняет стабильность при работе. Об этом говорится в статье, опубликованной в «Журнале неорганической химии».
Новый электролит сохранял стабильное напряжение на протяжении примерно 1000 часов циклирования, при этом перенапряжение не превышало 40 милливольт. Материал также оказался электрохимически стабильным при напряжении до 4,85 В, говорится в сообщении.
Новый электролит разработали сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН. Материал относится к классу «полимер-в-керамике»: в качестве наполнителя использовали фосфат лития-алюминия-германия, а связующим веществом стал поливинилиденфторид.
Аккумуляторы с металлическим литиевым анодом считаются одними из наиболее перспективных устройств для хранения энергии. Литий обладает наибольшей удельной ёмкостью среди металлов, благодаря чему с его использованием можно создавать более лёгкие и энергоёмкие батареи.
Одной из проблем таких аккумуляторов остается образование на поверхности лития дендритов - игольчатых кристаллических структур. Они способны повредить слой сепаратора с электролитом и вызвать короткое замыкание. Росту дендритов способствует низкое число переноса положительно заряженных ионов лития в электролите, из-за чего литий осаждается на аноде неравномерно.
Свойства нового электролита
Оптимальная массовая доля связующего вещества в новом материале составила 20 %. Это позволило получить тонкую плёнку толщиной около 200 мкм с ионной проводимостью до 1,3 × 10⁻³ См/см. Число переноса катионов лития в таком электролите более чем вдвое превышает типичные значения для жидких электролитов.
Испытания материала в симметричных ячейках с литиевыми электродами показали, что он сохраняет стабильное напряжение на протяжении примерно 1000 часов циклирования. Перенапряжение при этом не превышало 40 милливольт.
Кроме того, электролит оказался электрохимически стабильным при напряжении до 4,85 В. По мнению авторов исследования, такие параметры позволяют использовать его вместе с большинством современных коммерческих катодных материалов и открывают путь к созданию безопасных и долговечных литиевых аккумуляторов нового поколения с металлическим анодом.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
Новый электролит сохранял стабильное напряжение на протяжении примерно 1000 часов циклирования, при этом перенапряжение не превышало 40 милливольт. Материал также оказался электрохимически стабильным при напряжении до 4,85 В, говорится в сообщении.
Новый электролит разработали сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН. Материал относится к классу «полимер-в-керамике»: в качестве наполнителя использовали фосфат лития-алюминия-германия, а связующим веществом стал поливинилиденфторид.
Аккумуляторы с металлическим литиевым анодом считаются одними из наиболее перспективных устройств для хранения энергии. Литий обладает наибольшей удельной ёмкостью среди металлов, благодаря чему с его использованием можно создавать более лёгкие и энергоёмкие батареи.
Одной из проблем таких аккумуляторов остается образование на поверхности лития дендритов - игольчатых кристаллических структур. Они способны повредить слой сепаратора с электролитом и вызвать короткое замыкание. Росту дендритов способствует низкое число переноса положительно заряженных ионов лития в электролите, из-за чего литий осаждается на аноде неравномерно.
Свойства нового электролита
Оптимальная массовая доля связующего вещества в новом материале составила 20 %. Это позволило получить тонкую плёнку толщиной около 200 мкм с ионной проводимостью до 1,3 × 10⁻³ См/см. Число переноса катионов лития в таком электролите более чем вдвое превышает типичные значения для жидких электролитов.
Испытания материала в симметричных ячейках с литиевыми электродами показали, что он сохраняет стабильное напряжение на протяжении примерно 1000 часов циклирования. Перенапряжение при этом не превышало 40 милливольт.
Кроме того, электролит оказался электрохимически стабильным при напряжении до 4,85 В. По мнению авторов исследования, такие параметры позволяют использовать его вместе с большинством современных коммерческих катодных материалов и открывают путь к созданию безопасных и долговечных литиевых аккумуляторов нового поколения с металлическим анодом.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
