Международная команда ученых, в которую вошли специалисты Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), нашла способ значительно улучшить литий-ионные аккумуляторы. Им удалось решить главную проблему перспективного катодного материала — фосфата ванадия лития, увеличив его энергоемкость в два раза при полном сохранении ресурса, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Основной недостаток материала заключается в очень плохой электропроводности, из-за чего батареи быстро теряли заряд и изнашивались. Чтобы исправить это, ученые применили метод золь-гель-синтеза с использованием обычной лимонной кислоты в качестве источника углерода.
Процесс напоминал выпечку: смесь нагревали в печи при температуре от 700 до 1000 °C. При оптимальном режиме — 900 °C и равном количестве кислот и солей — кристаллы материала становились идеально упорядоченными, а углерод создавал вокруг них тонкую защитную оболочку. Эта оболочка работает как идеальная магистраль: она отлично проводит электричество и одновременно защищает материал от агрессивного электролита. В результате ионы лития легко проникают внутрь, а сам катод не разрушается со временем.
«Нам удалось повысить емкость без потери ресурса. Обычно, когда пытаются улучшить один параметр батареи, страдает другой. Здесь же мы получили и удвоение емкости, и 100-процентное сохранение после 25 циклов», — комментирует один из авторов исследования, к. х. н., научный сотрудник лаборатории ядерных технологий ДВФУ Олег Шичалин.
Лучший результат показал образец с удельной емкостью 114 мА·ч/г, что ровно в два раза превышает показатели аналогов с меньшим содержанием углерода. По словам специалистов, технология проста в масштабировании, не требует дорогого оборудования и готова к внедрению в промышленное производство. Это открывает путь к созданию батарей, которые будут работать вдвое дольше и служить годами без потери емкости, что критически важно для электромобилей и гаджетов.
Ранее физики сделали кота Шредингера еще более удивительным. Ученые продемонстрировали принципиально новый тип квантовой суперпозиции — явления, которое часто иллюстрируют знаменитым мысленным экспериментом с котом. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник: hi-tech.mail.ru