Прорыв в литий-ионных аккумуляторах: сохранение 98% емкости после 500 циклов, более низкая стоимость и повышенная термостойкость
Ученые из Национальной лаборатории Аргонн разработали новую конструкцию с двойным градиентом для катодов, которая обещает значительно повысить производительность литий-ионной батареи и снизить затраты. Это потенциально может ускорить внедрение электромобилей и сетевых накопителей энергии.
Эта инновация базируется на предыдущем прорыве Национальной лаборатории Аргонн 2012 года, когда исследователи разработали катод с градиентом композиции, который увеличил плотность энергии и долговечность.
«Команда откорректировала состав никеля, марганца и кобальта в частицах катода, чтобы оптимально использовать полезные характеристики этих металлов», — говорится в пресс-релизе.
Новая структура с двойным градиентом совершенствует предыдущую технологию, включая структурные градиенты в дополнение к композиционным градиентам. Эта уникальная конфигурация предлагает несколько преимуществ. Неупорядоченная поверхность повышает стабильность и предотвращает образование трещин, что является распространенной проблемой при работе высоковольтных батарей. В то же время упорядоченное ядро обеспечивает эффективную передачу литий-ионов, что является решающим для быстрой зарядки и разрядки.
Чтобы подтвердить эффективность этого нового катода, исследовательская группа провела комплексную серию испытаний. Испытания подтвердили превосходные характеристики двойного градиентного катода. Частицы продемонстрировали исключительную структурную и химическую стабильность при работе под высоким напряжением.
«После зарядки и разрядки материала 500 раз он потерял лишь около 2% своей емкости», — утверждается в пресс-релизе.
Кроме того, новая конструкция значительно уменьшает количество необходимого кобальта, который является дефицитным и дорогим материалом. Концентрируя большую часть кобальта на поверхности частиц, исследователи смогли резко снизить общее содержание кобальта в катоде.
Концентрация кобальта внутри частицы составляла менее 2% — по сравнению с 10-20% в первоначальной конструкции, подчеркнули исследователи. В дальнейшем они планируют еще снизить уровень кобальта — до 1%.
«Это помогает нам сделать батареи гораздо более экологичными», ─ отмечают исследователи.
В дополнение ко всему этому, новая конструкция катода также демонстрирует улучшенную термостойкость. Это имеет решающее значение для обеспечения безопасности во время работы под высоким напряжением.
Национальная лаборатория Аргонн запатентовала эту инновационную конструкцию и процесс изготовления. Теперь дело за лицензированием технологии отраслью изготовления аккумуляторов.
Источник: interestingengineering
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.
