Просмотр по

Новый электролит решит проблему дендритных замыканий

Новый электролит решит проблему дендритных замыканий

В процессе эксплуатации аккумуляторных батарей на их электродах могут образовываться микроскопические игольчатые кристаллы лития — дендриты. Прорастая сквозь электролит они могут замыкать электроды и создавать опасность возгорания.

Борьба с дендритами с переменным успехом ведется с 90-х годов прошлого столетия. Сначала в батареях перешли на новый анодный материал — графит, позднее, стали покрывать анод защитным слоем и улучшать электролит различными добавками.

Некоторые из этих решений устраняли дендриты, но также ухудшали производительность батарей, другие — только подавляли, но не останавливали рост кристаллов.

Электролит нового состава, описываемый в статье журнала Nature Communications, позволяет избавиться от дендритов и не требует идти на компромисс с продуктивностью работы аккумулятора.

«Наш новый электролит помогает литиевым батареям сохранять свыше 99% эффективности, превосходя прежние технологии по току на единицу площади более чем в 10 раз, — утверждает Джейсон Чжан (Ji-Guang „Jason“ Zhang) из Pacific Northwest National Laboratory Министерства энергетики США. — Это новое открытие может дать толчок к развитию мощных и практичных аккумуляторов следующего поколения, таких как литий-серные, литий-воздушные и литий-металлические батареи».

Для тестирования нового состава электролита — раствор органической соли лития в диметоксиэтане — была изготовлена экспериментальная батарея с литиевым анодом. Взаимодействие в ней материала анода с электролитом приводило к развитию не дендритов, а относительно тонкого и гладкого слоя литиевых конкреций, неопасных для работы батарей. После тысячи циклов зарядки и разрядки тестовый элемент питания оказался способен сохранять 98,4% начальной энергии и обеспечивать ток в 4 мА на квадратный сантиметр. Для 10 мА/см2 эффективность была чуть ниже (97%), а для 0,2 мА/см2 достигала 99,1%.

Большинство батарей с литиевым катодом работают с плотностью тока 1 мА/см2 и выдерживают менее 300 циклов эксплуатации.

Высокая эффективность электролита открывает перспективу создания так называемых безанодных батарей — в которых отрицательный электрод состоит только из металлического коллектора зарядов без покрытия из активного материала (графит или литий). Отказ от активного покрытия позволяет уменьшить размеры батарей, снизить их себестоимость и улучшить безопасность.

Для коммерческого их применения требуется поднять эффективность 99,9%. Чжан и его коллеги рассчитывают выйти на этот уровень, экспериментируя с различными присадками к электролиту.

2 комментарии на “Новый электролит решит проблему дендритных замыканий”

  1. Pingback: Стабилизация пористого углерода улучшит емкость батарей в 5-10 раз | Новости ИТ
  2. Trackback: Стабилизация пористого углерода улучшит емкость батарей в 5-10 раз | Новости ИТ
  3. Pingback: Первая электронная книга работающая на солнечной энергии | Новости ИТ
  4. Trackback: Первая электронная книга работающая на солнечной энергии | Новости ИТ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *