Новый электролит в 7 раз увеличивает срок службы батарей

В Лаборатории PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) Министерства энергетики США учёные разработали новый тип электролита, который создаёт вокруг электродов слой, обеспечивающий защиту от коррозии. Благодаря этому существенно улучшается циклическая устойчивость литий-металлической батареи.

Замена графитового электрода на литиевый позволяет удвоить или утроить ёмкость по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, но найти оптимальный состав электролита, минимизирующий коррозию металла, было трудной задачей.

Повышение концентрации соли лития в жидком электролите улучшает стабильность защитного интерфейса, но увеличивает вязкость раствора и ухудшает ионную проводимость. Кроме того, высокая цена солей лития негативно влияет на себестоимость конечного продукта.

Инженеры PNNL успешно справились с этой задачей, о чем отчитались в онлайновой публикации Advanced Materials. Они разбавили высококонцентрированный солевой электролит растворителем на основе фтора. Это позволило значительно снизить общую концентрацию соли лития, в то же время сохранив свойственные ей преимущества. Защитный барьер, формируемый возле электрода, также препятствует развитию дендритов — нитевидных волокон лития, способных вызывать короткое замыкание.

Небольшая литий-ионная батарея с электролитом нового состава хорошо показала себя в лабораторных испытаниях в PNNL Advanced Battery Facility. Она выдержала примерно в семь раз больше перезарядок, чем устройства со стандартным электролитом. После 700 циклов опытный образец всё ещё сохранил 80% от первоначальной ёмкости.

Авторы запатентовали найденный ими состав электролита. Они утверждают, что регулировка солевой концентрации добавлением фторного разбавителя хорошо работает также для батарей с натриевым и с другими металлическими электродами.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365