Новый материал почти вдвое увеличил срок службы литий-ионных аккумуляторов

Научные сотрудники Сеульского национального университета совместно с коллегами из Университета Сонгюнгван создали инновационный полимерный компонент, способный кардинально улучшить емкостные показатели и износостойкость литий-ионных батарей.

Передовая разработка получила наименование Dual-Acting Hybrid Polymer (DHP). Она ориентирована на применение в массивных электродах, позволяющих нарастить плотность энергии и, как следствие, увеличить дальность поездок электротранспорта на одном заряде.

Ключевым препятствием для таких электродов традиционно выступает неравномерное распределение связующего вещества в ходе выпуска. При высыхании оно мигрирует к верхним слоям, что пагубно влияет на механическую устойчивость конструкции, падает электропроводность и ускоряется деградация накопителя.

Для преодоления этой проблемы специалисты интегрировали два разноплановых полимера — спандекс и полиакриловую кислоту. Первый наделяет субстанцию гибкостью, препятствуя появлению разрывов, в то время как второй формирует надежные молекулярные связи между структурными элементами, укрепляя всю систему.

Дополнительным достоинством DHP выступает способность автоматически генерировать защитную литиевую оболочку на стартовых этапах эксплуатации. Это оптимизирует миграцию ионов внутри накопителя, минимизирует внутреннее сопротивление и максимизирует общую производительность.

Тестирования продемонстрировали, что ноу-хау демонстрирует почти двукратное превосходство в силе адгезии по сравнению с популярным поливинилиденфторидом (PVDF). В ходе экспериментов элементы питания с классической связкой начинали стремительно деградировать уже после 95 циклов «заряд-разряд», тогда как батареи с DHP удерживали порядка 86,8% изначальной емкости даже спустя 200 с лишним итераций.

Как подчеркивают авторы проекта, весомым плюсом инновации является полная адаптивность под действующие конвейерные линии. Предприятиям не придется модернизировать аппаратную базу или менять технологические регламенты, что максимально облегчает коммерциализацию продукта.

По мнению исследователей, открытие послужит мощным толчком к появлению аккумуляторов нового образца, способных обеспечить электрокары увеличенным запасом хода, увеличенным сроком службы и повышенным уровнем безопасности.

Источник: iXBT