Разработанные российскими исследователями силикатные нанотрубки улучшат прочность и срок службы литий-ионных аккумуляторов.
Ученые из Санкт-Петербурга разработали инновационный органо-неорганический сепаратор на основе силикатных нанотрубок, который способен повысить качественные характеристики и срок службы литий-ионных аккумуляторов — ключевых элементов питания для мобильных устройств, электроинструментов, электромобилей и космической техники.
Обычные сепараторы, разделяющие зоны катода и анода внутри батареи, изготавливают из пористых полимеров, таких как полиэтилен или полипропилен. Однако при нагреве выше 120°C эти материалы склонны к термической усадке, что может привести к дефектам и отказам батарей. Кроме того, они плохо смачиваются электролитом, что снижает подвижность ионов и ухудшает работу аккумулятора.
Как работают силикатные нанотрубки
В новой разработке исследователи модифицировали традиционный полимерный сепаратор покрытием из синтетического слоистого гидросиликата, формирующегося в структуру нанотрубок и наносвитков в процессе гидротермального синтеза. Это значительно улучшает смачиваемость электролита и механические свойства мембраны, уменьшая термическую усадку и повышая прочность компонента.
Благодаря такой структуре ионов лития становится легче перемещаться через сепаратор, что выравнивает поток ионов и уменьшает риск образования литиевых дендритов — концентраций металла на аноде, способных вызывать короткие замыкания и преждевременный износ батареи.
Созданный материал обладает повышенной устойчивостью к высоким температурам и улучшенной совместимостью с электролитом, что в перспективе должно увеличить энергоемкость и длительность эксплуатации аккумуляторов.
Источник: hi-tech.mail.ru