Японские учёные создали добавку, которая замедляет деградацию литий-ионных аккумуляторов

Исследователи японского института JAIST разработали добавку для графитовых анодов литий-ионных аккумуляторов. Ячейки с новой добавкой сохранили 95,6% начальной ёмкости после 1000 циклов зарядки, сообщает Interesting Engineering.

Деградация тяговых аккумуляторов — давно известная проблема. В современных электромобилях она выражена не настолько сильно, чтобы серьёзно омрачать жизнь первого владельца. Учёные JAIST добавили в химический состав графитового анода вещество пентафторфенил тиофен имина (FPTI). Оно в первые несколько циклов зарядки формирует на поверхности анода защитную плёнку, которая сдерживает дальнейшую деградацию.

- Реклама -

Этот защитный слой позволяет ионам лития перемещаться между электролитом и анодом, не вступая в нежелательные химические реакции. Когда такой слой нестабилен, растёт потребление активного лития и электрическое сопротивление. Из-за этого ячейка быстрее теряет ёмкость. В эксперименте FPTI добавляли в электролит в концентрации от 2 до 4 мг на миллилитр. Добавка сформировала более стабильное и при этом электропроводное покрытие на аноде.

Молекулярный состав добавки по-разному влияет на свойства аккумулятора. Соединения на основе серы и имина входят в состав защитного слоя, а фтор обогащает соединения лития на поверхности анода. В совокупности это сокращает побочные химические реакции и облегчает движение ионов лития через границу «электрод — электролит». Ячейки с концентрацией 2 мг FPTI на миллилитр сохранили 89,4% начальной ёмкости после 1000 циклов зарядки. При концентрации 4 мг показатель вырос до 95,6%. Контрольный образец без добавки за то же время сохранил лишь 62,7% ёмкости, а заметное падение показателей началось уже после 350 циклов.

Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий

Прямое добавление FPTI в электролит готовой ячейки, однако, повышает сопротивление катода и ухудшает характеристики ячеек типа NMC (никель-марганец-кобальт). Поэтому добавка эффективна только на этапе подготовки графитового анода. После этого ячейку собирают со стандартным по составу электролитом.

Добавка повысила и энергоёмкость аккумулятора. Образец с концентрацией FPTI 4 мг/мл показал увеличение плотности хранения заряда со 130 до 233 Вт·ч/кг, а с концентрацией 2 мг/мл — до 192 Вт·ч/кг. Для внедрения добавки в серийное производство потребуются масштабные испытания. Исследователи всё же считают, что у обычных литий-ионных батарей ещё есть значительный запас для улучшения эксплуатационных характеристик.

Кстати, напомним: в начале февраля правительство Украины упростило ввоз литий-ионных аккумуляторов в страну, исключив их из списка товаров, требующих лицензии на импорт.

- Реклама -

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

- Реклама -

Читайте также

Скорость спутникового интернета Amazon Leo на испытаниях превысила 400 Мбит/с

Во время испытаний для армии США скорость загрузки через Amazon Leo превысила 400 Мбит/с. Дальше военные проверят, работает ли такая связь в движении.

Украинские беспилотники впервые атаковали дата-центр российского банка

В ночь на 14 октября беспилотники атаковали недостроенный дата-центр «Сбербанка» в Балаково. Банк строит его с «Россетями» и планирует завершить в 2027 году.

SpaceX ограничила в Украине работу военных терминалов Starlink во время движения

В ночь на 14 октября SpaceX ограничила работу терминалов военного пакета StarShield во время движения. По данным военных, связь пропадает уже на 60–70 км/ч.

YouTube запускает ИИ-поиск в мобильном приложении

YouTube начал развертывать на смартфонах поиск Ask YouTube. Искать видео в диалоге с искусственным интеллектом пока можно только в США и только на английском.

Два российских спутника «Рассвет» могут сойти с орбиты в ближайшее время

Сервис SONIKS прогнозирует, что два российских спутника «Рассвет» сойдут с орбиты в конце октября — начале ноября. Даты расчётные и могут измениться.