Діджитал Прорив у твердотільних акумуляторах: як нове покриття зробило їх дешевшими та довговічнішими
Американські вчені розробили нове захисне покриття для твердотільних акумуляторів. Ультратонкий, схожий на скло шар вирішує головну проблему таких батарей — нестабільність, продовжуючи термін служби та здешевлюючи виробництво.
Related video
Дослідники з Аргоннської національної лабораторії Міністерства енергетики США створили метод захисту основного компонента батареї — твердого електроліту. Він запобігає руйнуванню під впливом вологи та кисню, пише Technology Networks.
Твердотільні акумулятори потенційно перевершують звичайні літій-іонні за щільністю енергії, безпекою і довговічністю. Але їхня ключова складова, сульфідний твердий електроліт, швидко руйнується при контакті з атмосферою. Через це виробництво таких АКБ вимагає вкрай сухих і дорогих приміщень з температурою нижче -40°C.
Рішенням стала технологія атомно-шарового осадження (ALD), за допомогою якої частинки електроліту покривають ультратонким шаром оксиду алюмінію — матеріалу, схожого на скло. Товщина цього шару — лише кілька нанометрів, що в 100 000 разів тонше за людську волосину.
Спочатку вчені припускали, що покриття виконує роль простого фізичного бар'єру. Але пізніше комп'ютерне моделювання показало, що шар виконує подвійну функцію:
- Фізичний щит: Захищає електроліт від контакту з вологою і киснем.
- Електронний модифікатор: Змінює електронну структуру поверхні електроліту, що додатково пригнічує його деградацію і зберігає високу провідність іонів літію.
Під час випробувань в умовах високої вологості, порівнянної зі звичайним повітрям, електроліт із покриттям залишався стабільним, тоді як матеріал без захисту швидко руйнувався.
Це відкриття здатне кардинально здешевити виробництво твердотільних батарей. "Це дасть змогу виробникам застосовувати наявну інфраструктуру фабрик, аналогічну тій, що використовується для літій-іонних акумуляторів", — зазначив експерт Закарі Худ. У результаті на виготовленні перспективних батарей вийде серйозно заощадити, одночасно підвищивши їхню надійність.
Раніше Фокус писав, що вчені придумали акумулятори, які працюватимуть роками краще за літій-іонні. Розробляється каталізатор CoFe-2DSA, який забезпечує металоповітряні акумулятори більш тривалим терміном служби і більшою потужністю.