В германии создали литийметаллический аккумулятор с рекордной плотностью хранения энергии— вдвое лучше литийионного

Исследователи из Института Гельмгольца в Ульме (HIU) опубликовали в журнале Joule статью, в которой рассказали о перспективной комбинации катода и электролита литийметаллического аккумулятора. Новое решение позволит выпускать аккумуляторы с рекордной плотностью 560 Вт·ч/кг, что вдвое превосходит современные литиевые аккумуляторы. Но это ещё не всё. Новые батареи сохраняют 88% ёмкости даже после 1000 циклов заряда и разряда.

Источник изображения: Amadeus Bramsiepe, KIT

Давно не секрет, что литий-металлические аккумуляторы превосходят литийионные по плотности хранения энергии, но стабильность первых оставляет желать лучшего. В процессе заряда и разряда традиционные электроды с высоким содержанием кобальта покрываются микротрещинами, в которые проникает электролит и усугубляет разрушения. Необходимо было найти такое сочетание материалов электродов с электролитом, которое не вызывало бы разрушений батареи и потерю ёмкости

В ходе экспериментов выход был найден в особой слоистой структуре катода литийметаллического аккумулятора с низким содержанием кобальта. Фактически в материале нового катода было необычно высокое содержание никеля (NCM88). Также вместо традиционного электролита LP30 на основе органических соединений был взят нелетучий и негорючий жидкий электролит с двумя анионами (ILE). Сочетание NCM88-катода и электролита ILE показало себя крайне перспективным, позволив как добиться рекордной плотности хранения энергии, так и низкого износа аккумулятора в процессе работы.

Сравнение старого и нового катодов при 1000 циклов заряда и разряда. Источник изображения: Fanglin Wu und Dr. Matthias Künzel, KIT/HIU

Кулоновский КПД, который показывает соотношение между извлеченной и запасаемой мощностью, в среднем составил 99,94%. Поскольку представленная батарея также отличается высоким уровнем безопасности, говорится в пресс-релизе учреждения, исследователи из Карлсруэ и Ульма сделали важный шаг на пути к углеродно-нейтральной мобильности.