Корейские учёные разрабатывают аккумулятор с рекордным сроком службы

Южнокорейские ученые из Пхоханского университета науки и технологии и Университета Соган разрабатывают новую технологию аккумуляторов, которая демонстрирует значительно более высокую плотность энергии и более длительный срок службы по сравнению с современными образцами.

Об этом сообщает NotebookCheck со ссылкой на научный журнал Advanced Science.

Отмечается, что ключевым элементом инновации является структура "взаимосвязанного электрод-электролита" (IEE), где компоненты электрода и электролита соединены между собой на молекулярном уровне. Такой подход устраняет проблему деградации, которая возникает во время циклов зарядки и разрядки в традиционных литий-ионных батареях.

В лабораторных условиях прототипы с IEE-структурой достигли гравиметрической плотности энергии 403,7 Вт·ч/кг и объемной плотности 1300 Вт·ч/л. Для сравнения, автомобильная батарея Tesla 4680 имеет соответственно 241 Вт·ч/кг и 643 Вт·ч/л.

Основное преимущество структуры IEE — её совместимость с кремниевыми анодами. Кремний способен накапливать в десять раз больше лития, чем графит, но его объем сильно изменяется во время зарядки, что сокращает срок службы. Твердое соединение в IEE стабилизирует анод и снижает механическое напряжение, делая кремний более пригодным для практического использования.

Несмотря на высокие показатели эффективности, технология пока существует только в рамках лабораторных экспериментов. Её масштабирование требует новых методов обработки материалов, что усложняет переход к промышленному производству.

Ожидается, что для адаптации к серийному выпуску потребуется несколько лет дополнительных исследований и разработок. В случае успешной коммерциализации технология может существенно улучшить характеристики аккумуляторов для электромобилей, смартфонов, ноутбуков и систем хранения энергии.