Новое поколение батарей: эффективные анодные материалы на основе олова представлены пользователю

Специалисты из Корейского института электротехнологических исследований (KERI) в сотрудничестве с Национальным технологическим институтом в Кумо и Университетом Инха представили инновацию в области твёрдотельных аккумуляторов (SSB). В статье в журнале Joule они описали создание новых анодных материалов на основе оловянных сплавов (Sn), отличающихся высокой электрохимической стабильностью и эффективностью.

Твёрдотельные аккумуляторы (SSB) являются перспективными по сравнению с обычными литий-ионными благодаря использованию твёрдого электролита, что уменьшает риск возгорания или взрыва. Однако для их создания требуются более сложные технологии, которые обеспечат постоянство электрохимических и механических свойств во время обоих процессов – зарядки и разрядки.

Предложенные анодные материалы включают сплавы олова (Sn), в частности, FeSn2. Изучение механических свойств показало, что FeSn2 уменьшает размер частиц благодаря рекомбинационным реакциям во время процесса многократной зарядки и разрядки, что способствует формированию плотного и равномерного электрода.

Команда исследователей создала тестовый элемент SSB с использованием анода FeSn2, катода NCM622 и сульфидных твёрдых электролитов (Li6PS5CI). Были зафиксированы результаты, показывающие ёмкость в 15,54 мАч/см², что в пять раз превышает показатели стандартных литий-ионных батарей.

Дополнительно проводилась быстрая зарядка и разрядка на протяжении более 1000 циклов в интервалах по три минуты (ток в 20C) и шесть минут (ток в 10C), после чего сохранилась ёмкость на уровне 70-80%.

Юн-Чеол Ха, руководитель Центра исследований батарей будущих поколений в KERI, подчеркнул: «Наше достижение чрезвычайно важно, так как отходит от традиционного подхода, ориентированного на литий и кремний в анодных материалах для единичных батарей, демонстрируя огромный потенциал сплавов на основе олова».

Профессор Чол-Мин Пак из Национального технологического института Кумо добавил: «Разработка стабильных и производительных анодов, превосходящих существующие ограничители, обеспечивает путь к коммерциализации негорючих твёрдотельных батарей».

Эти разработки обладают огромным потенциалом для создания более безопасных и эффективных аккумуляторов, применяемых в таких сферах, как электромобили и портативные устройства.

 

Источник: iXBT