Группа ученых из Аргоннской национальной лаборатории в США сделала значительный шаг в разработке натрий-ионных аккумуляторов, что было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology. Их работа направлена на решение ключевой проблемы, мешающей широкому внедрению этой технологии.
Натрий-ионные батареи рассматриваются как возможная альтернатива литий-ионным аккумуляторам благодаря более низкой стоимости. Однако их использование ограничивалось коротким сроком службы, вызванным быстрой потерей эффективности натриевого катода при циклах заряда и разряда. Исследователи представили новый тип катода, основанный на оксиде натрия с добавлением никеля, кобальта и марганца. Процесс его изготовления включал нагрев материалов до 600°C с последующим контролируемым охлаждением.
В ходе экспериментов ученые изучили структурные изменения в частицах катода. Они выяснили, что трещины не образовывались в однородных частицах, тогда как в градиентных частицах при температурах до 250°C наблюдалось их появление. Это объясняется значительной деформацией, вызванной градиентом металла.
В дальнейших планах исследовательской группы стоит удаление никеля из состава катода, что позволит снизить производственные затраты и улучшить экологические характеристики батарей.
Разработчики видят большой потенциал в создании доступных натрий-ионных аккумуляторов для городского электротранспорта, что может стать важным шагом к развитию экологически чистых транспортных систем.