Цикли заряду та розряду в літій-іонних батареях викликають зміну об'єму анода, що знижує ємність батареї та термін служби. Тепер дослідники з GIST у Південній Кореї розробили новий спосіб зміцнити анод та модифікувати його, незалежно від його матеріалу чи способу виготовлення.
Згодом зарядка та розрядка викликають розтріскування наночастинок в аноді та їх злипання на межі розділу електрод-електроліт. Це призводить до вимкнення електрики, зменшуючи кількість заряду, яке анод може зберігати чи транспортувати. Щоб вирішити цю проблему, дослідники GIST розробили метод, що дозволяє зробити анод більш стійким до змін обсягу шляхом інкапсуляції наночастинок в еластичну структуру, подібну до павутиння.
Дослідники описали у Journal of Materials Chemistry A, як вони використовували звичайний анод, що містить наночастинки кремнію, скріплені полімерним (полівініліденфторидним) сполучним. Щоб пристосувати структуру, що нагадує павутиння, вони видалили сполучну речовину, нагріваючи анод у процесі відпалу.
Проміжок між наночастинками потім вони заповнювали відновленим розчином оксиду графену (rGO),
який висихав, утворюючи мережу, що утримує наночастинки кремнію разом і запобігає їх розтріскування. Крім того, павутина забезпечує шлях для електронів, дозволяючи наночастинкам зв'язуватися з літієм.
Дослідники використовували техніку, яка називається «спін-покриття», для покриття поверхні анода rGO. Покриття ВГО служило затравним шаром для нанесення захисного шару, що складається з оксиду цинку з доданими до нього оксидами металу магнію та галію (МДЗВ). Цей шар MGZO забезпечував структурну стійкість аноду.
«Конструкція зберегла високу накопичувальну ємність 1566 мА рт. ст. -1 після 500 циклів і показала кулонівську ефективність 91%, що стосується терміну служби батареї. Це може прокласти шлях для електромобілів, які дозволять нам долати великі відстані за рахунок одноразової підзарядки», - сказав професор Хен-Джин Кім, який приєднався до GIST після того, як обіймав посаду президента LG Chem Michigan.
Джерело: pv-magazine.com
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ ЕКСКЛЮЗИВНЕ ІНТЕРВ'Ю УКРАЇНА ЕЛЕКТРО:
Циклический ресурс и другие «плюшки» литиевых батарей
Литиевые батареи все больше востребованы на рынке резервного питания в Украине. Поглубже разобраться в особенностях этих аккумуляторов в интервью журналу «Украина Электро» постарался помочь директор компании «Пульсар Лимитед» Илья Питателев.
ЧИТАТИ повністю>>>
