Ученые из Китая разработали электролит, ускоряющий перенос заряда в литий-металлических батареях и позволяющий безопасно заряжать их всего за 15 минут.
Исследователи из Университета науки и технологий Китая совместно с коллегами из других научных центров разработали новый тип электролита, способный значительно ускорить зарядку литий-металлических аккумуляторов и повысить их безопасность. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Energy.
Литий-металлические батареи считаются перспективной альтернативой традиционным литий-ионным аккумуляторам благодаря более высокой плотности энергии и способности работать в сложных условиях. Однако до сих пор их широкое внедрение сдерживали проблемы стабильности и безопасной быстрой зарядки.
Новый подход к переносу заряда
Главная трудность таких батарей связана с медленным переносом заряда на границе электродов и электролита. Это приводит к побочным химическим реакциям и образованию дендритов лития — игольчатых структур, способных вызвать короткое замыкание или возгорание.
Ученые предложили молекулярно модифицировать растворитель электролита, сформировав так называемый плоско-ориентированный электронный канал. Такая структура упорядочивает электронные пары и усиливает взаимодействие с ионами лития, ускоряя электрохимические реакции и повышая их обратимость.
В лабораторных испытаниях аккумуляторные ячейки с литий-металлическим анодом смогли достигать полной зарядки примерно за 15 минут при высокой плотности мощности и сохранять стабильность работы.
Перспективы технологии
Авторы исследования отмечают, что предложенная стратегия производства электролитов может ускорить создание безопасных высокоэнергетических аккумуляторов для электромобилей и портативной электроники. Пока литий-металлические батареи находятся на ранней стадии коммерциализации, но подобные разработки приближают их практическое применение.
Источник: hi-tech.mail.ru