Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики разработали новый подход к увеличению емкости и стабильности перезаряжаемых литий-ионных батарей.
Технология основана на новом материале для положительного электрода, который состоит из уникальной нанокристаллической многослойной композитной структуры.
Стратегия Аргонна использует двухкомпонентную «композитную» структуру - активный компонент, обеспечивающий накопление заряда, встроен в неактивный компонент, стабилизирующий структуру.
В недавних испытаниях новые материалы продемонстрировали исключительно высокую емкость заряда-накопления, превышающую 250 мАч/г, что более чем в два раза превышает емкость материалов в обычных перезаряжаемых литиевых батареях. Теории, объясняющие высокую емкость этих богатых марганцем электродов и их стабильность при циклическом заряде/разряде, будут обсуждаться на собрании Электрохимического общества.
Кроме того, фокусируясь на системах, богатых марганцем, вместо более дорогих кобальтовых и никелевых версий литиевых батарей, общая стоимость батарей снижается.
Перезаряжаемые литий-ионные батареи, которые будут включать новые материалы с увеличенной емкостью и повышенной стабильностью, можно ожидать, что они будут использоваться в самых разных приложениях, от бытовой электроники, такой как сотовые телефоны и портативные компьютеры, до беспроводных инструментов и медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы и дефибрилляторы. В более крупных батареях технология может быть использована в следующем поколении гибридных электромобилей и гибридных электромобилей с подключаемым модулем.
Подробности новых разработок будут представлены во вторник, 8 мая, на 211-м собрании Электрохимического общества, которое пройдет в Чикаго 6-10 мая.
Презентация «Аномальная емкость и циклическая стабильность многослойных электродов в литиевых батареях» аргоннских исследователей Криса Джонсона, Найчао Ли, Кристины Лефиф, Джеом-Су Ким, Джереми Кропфа, Джона Воги и Майкла Теккерея, будет предоставлено Крисом Джонсоном.
Финансирование работы было предоставлено Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии FreedomCAR и Vehicle Technologies Министерства энергетики США.