Технології

Розпад електроліту продовжить життя літій-металевим акумуляторам

Вчені створили електроліт, який розкладається під час заряджання і утворює захисний шар. Це дозволить зберегти ємність літій-металевих акумуляторів та збільшить час їхнього використання. Стаття про це надрукована у журналі Nature Communications.

Чому літій-металеві акумулятори так мало використовують?

Батареї, що використовують чистий метал літію в якості анодного компонента, можуть відкрити нові можливості в накопиченні енергії. Літієві батареї в 10 разів перевищують ємність літій-іонних акумуляторів, але їхнє використання стикається з певними складнощами. Це пов’язано з тим, під час заряджання літій-металевих акумуляторів розчин електроліту переносить іони літію між двома електродами, анодом і катодом, через що пристрій швидко псується. Так, внаслідок цього процесу на поверхні анода утворюються нарости, які називаються дендритами. Багато дослідницьких груп намагаються розв’язати цю проблему, оскільки вона може швидко призвести до виходу батареї з ладу.

Що пропонують вчені?

Команда вчених зосередила свою увагу на розчині електроліту. З часом електроліт в будь-якій батареї розпадеться, але дослідники не прагнули зупинити цей процес та вирішили маніпулювати ним для досягнення мети. Електроліти, що використовуються в комерційних батареях, як правило, складаються з хімічних сполук, що містять вуглець і кисень, що добре працює для сучасних літій-іонних батарей. Вчені приготували новий електроліт для літій-металевих батарей на основі амідів, іншого виду хімічної сполуки. В ході випробувань виявилося, що під час заряджання нова літій-металева батарея із таким електролітом продемонструвала високе збереження ємності. Це було пов’язано з утворенням твердого шару в електроліті, що сприяло високій провідності серед іонів та високій стабільності. Отже, розпад електроліту позитивно впливає на акумулятор.

Подальша оптимізація батареї та вивчення того, як можуть бути вдосконалені її компоненти, стануть наступними кроками дослідників.

Нещодавно вчені з Університету штату Пенсільванія запропонували уникнути виникненню наростів на аноді за допомогою шару електрохімічних активних молекул.