Электродное покрытие многократно увеличит долговечность батарей

Производительность традиционных анодов литиевых батарей ограничена массой и малой удельной энергоёмкостью используемых в них углеродных материалов, таких как графит. Поэтому многие исследования сегодня сфокусированы на литий-металлических анодах.

От их успеха зависит будущее многих перспективных технологий, включая литий-металлические и литий-воздушные батареи, сулящие увеличить ёмкость в 10 раз по сравнению с лучшими литий-ионными устройствами, а также снизить вес и уменьшить себестоимость.

Однако с металлическими электродами связана проблема неконтролируемого роста дендритов — мельчайших волокон, снижающих производительность батарей и несущих угрозу короткого замыкания и возгорания.

Возможное решение этой, более чем 40-летней проблемы, предложенное сотрудниками Калифорнийского университета (UC Riverside), стало темой публикации в журнале Chemistry of Materials.

Данная команда обнаружила, что покрытие анода слоем органического соединения, метил виологена, стабилизирует работу батареи и подавляет рост дендритов. В результате добавления в стандартный электролит всего 0,5% метил виологена срок службы батареи с металлическим анодом увеличивался более, чем в три раза.

Молекулы этого вещества растворяются в электролите заряженной батареи. Встречаясь с металлической поверхностью анода, они мгновенно восстанавливаются с образованием стабильного покрытия.

Как подчёркивают авторы, это решение не требует больших затрат и совместимо с технологиями индустрии литий-ионных батарей.