В Швейцарии нашли способ улучшить аккумуляторы

Технология сделает их более экологически чистыми и безопасными.

Исследователи из ETH Zurich разработали новую конструкцию электролита для литий-металлических аккумуляторов, которая может значительно увеличить срок службы и экологичность этих батарей, передает «Новое время».

Ученые радикально сократили количество фтора, необходимого для стабилизации аккумуляторов, что делает их более экологически чистыми и безопасными.

Литий-металлические аккумуляторы могут хранить в два раза больше энергии на единицу объема, чем широко используемые литий-ионные аккумуляторы. Это означает, что электромобиль сможет проехать в два раза большее расстояние на одной зарядке, а смартфон не придется заряжать так часто. Однако литий-металлические аккумуляторы имеют один существенный недостаток: их жидкий электролит требует добавления значительного количества фторированных растворителей и солей, что увеличивает их воздействие на окружающую среду.

Исследовательская группа под руководством Марии Лукацкой разработала новый метод, который снижает количество фтора, требуемого в литий-металлических аккумуляторах, делая их более экологически чистыми и стабильными. Работа опубликована в журнале Energy & Environmental Science, и на метод подана заявка на патент.

Фторированные соединения электролита способствуют образованию защитного слоя вокруг металлического лития на отрицательном электроде батареи. «Этот защитный слой можно сравнить с эмалью зуба, — поясняет Лукацкая. — Он защищает металлический литий от постоянной реакции с компонентами электролита». Без него электролит быстро истощался бы во время циклирования, элемент вышел бы из строя, а отсутствие стабильного слоя привело бы к образованию дендритов — усов металлического лития, что может вызвать короткое замыкание и возгорание.

Группа нашла правильную молекулу, к которой можно было бы присоединить фтор и которая бы разлагалась при нужных условиях, достигнув металлического лития. Ключевое преимущество этого метода в том, что его можно легко интегрировать в существующий процесс производства аккумуляторов без дополнительных затрат.

В лаборатории использовались батареи размером с монету. Следующим шагом исследователей будет проверка масштабируемости метода и его применение к карманным элементам, используемым в смартфонах.