Научная группа из Технологического института Джорджии создала новый уникальный электролит из резины с высокой электропроводимостью. И как показали лабораторные испытания, новый каучуковый электролит позволил создать аккумуляторы, которые выдержали более 1000 циклов разряд/заряд и при этом практически не потеряли изначальной емкости. Вот про этот необычный эксперимент и его перспективы и пойдет речь в текущем материале.
Очередные попытки улучшить литий-ионные аккумуляторы и опыты с электролитом из резины
Литий-ионные аккумуляторы совершили форменную революцию в современном мире, и теперь они используются практически везде от сотового телефона до автомобиля.
Но, кроме целого комплекса положительных сторон, у литий-ионных АКБ есть и недостатки. Так аккумуляторы могут загореться из-за перегрева или повреждения корпуса, так как в нем используется жидкий электролит.
Решить проблему с безопасностью могут твердотельные электролиты, но они также далеки от совершенства и имеют явные недостатки.
В основном твердотельные электролиты выполняют из керамики, а она достаточно хрупка, и поверхность между материалом электролита и электрода может быть неоднородной, что может сильно снизить проводимость ионов через батарею.
Так вот, чтобы решить эту проблему, инженерная группа из технологического института Джорджии решила использовать в качестве электролита специально подготовленную резину.
Все дело в том, что резина не так подвержена повреждениям в случае механического воздействия на аккумулятор, да и способна обеспечить максимально надежный контакт с электродами.
Эти преимущества должны сохранить проводимость на приемлемо высоком уровне и при этом практически исключить проблему с появлением так называемых дендритов, которые и являются главной причиной выхода из строя аккумуляторных батарей.
Вот только есть одна загвоздка. В обычном состоянии резина является отличным диэлектриком. Для того чтобы превратить ее в электролит, ученые встроили в резину пластиковые кристаллы материала под названием сукцинонитрил, который и был окружен эластомером (резиной), преобразованным в трехмерный каркас.
Таким образом, и был получен новый резиновый электролит. Дальнейшие испытания литий-металлических батарей с новым электролитом показали, что батареи легко выдавали 4,5 В при комнатной температуре. При этом емкость составила 93 мА*ч*г-1. И практически без потери емкости такой аккумулятор выдержал 1000 циклов заряд/разряд.
А после 100 циклов не было обнаружено признаков образования дендритов.
Безусловно, технология еще требует доработки, и ученые продолжат над ней работать. Но уже сейчас видны перспективы ее использования, например, в аккумуляторных сборках электрических автомобилей.
Результатами уже проделанной работы ученые поделились на страницах журнала Nature.
Понравился материал? Тогда не забудьте его оценить, а также подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!