Литий-ионные аккумуляторы требуют повышения ёмкости, долговечности и скорости зарядки для удовлетворения растущих потребительских запросов. Учёные из Китая разработали новый электролит, позволяющий существенно улучшить эти характеристики. Их "коктейльный" подход открывает путь к быстрозаряжаемым батареям будущего.
Исследователи из Даляньского института химической физики Китайской академии наук под руководством профессора У Чжуншуай создали универсальный "коктейльный" электролит для литий-кобальт-оксидных (LCO) аккумуляторов. Синергия множества компонентов позволила добиться впечатляющих результатов: высокого напряжения (4.6 В), сверхбыстрой зарядки (5C) в диапазоне температур от -20°C до +45°C. Более того, электролит показал высокую совместимость с катодами без кобальта и с высоким содержанием никеля.
Обычно повышение напряжения отсечки зарядки улучшает ёмкость батарей, но ведёт к окислительному разложению электролита, чрезмерному росту неоднородного катод-электролитного интерфейса (CEI) и замедлению кинетики. Новый "коктейльный электролит" (FPE) решает эти проблемы, обеспечивая сверхстабильные циклы сверхбыстрой зарядки LCO при 4.6 В.
Взаимодействие компонентов FPE создаёт на катоде и аноде прочные кинетически быстрые интерфейсы, обогащенные LiF и Li3PO4. Они предотвращают деградацию катода, подавляют нежелательные реакции, ускоряют кинетику и снижают образование дендритов лития даже при экстремально высоких плотностях тока. Как результат - высокопроизводительный аккумулятор на 4.6 В.
По словам профессора У, эта работа даёт практическую стратегию создания аккумуляторов с высокой плотностью энергии и быстрой зарядкой. Не исключено, что вскоре мы увидим новое поколение литий-ионных батарей, которые полностью изменят наше представление о мобильных устройствах. Представьте, что ваш смартфон заряжается за считанные минуты и работает неделями! Это уже не фантастика, а ближайшее будущее.
Источник:
DOI: 10.1039/D4EE00676C
-------------------------------------
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте лайк или напишите комментарий, а также подписывайтесь на наши страницы на других площадках, в том числе на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
