Учёные из Института инноваций SENAI в области электрохимии, расположенного в Куритибе (Бразилия), предложили революционный метод создания более безопасных литий-ионных аккумуляторов. Проведённые исследования демонстрируют возможность применения твёрдых композитных электролитов вместо традиционных жидких, сохраняя при этом эффективность батарей.
Литий-ионные батареи играют важную роль в удовлетворении растущего спроса на энергию и в уменьшении зависимости от ископаемого топлива. Тем не менее, их массовое использование ограничивается вопросами безопасности, которые обусловлены применением жидких электролитов, подверженных утечкам и взрывам при перегреве.
Ширли Рейс вместе с её командой создала уникальную смесь из керамических и полимерных электролитов, что позволило разработать композитный материал, способный заменить жидкие электролиты.
«В рамках пятилетнего сотрудничества нашего института с Бразильской металлургической и горнодобывающей компанией (CBMM) мы ставим перед собой задачу внедрить ниобиевую сырьевую базу для новых поколений литий-ионных аккумуляторов», — объясняет Рейс.
Исследователи разработали композит, включающий оксид граната ниобия, легированный цирконием, и полиэтиленоксидные полимеры. Эксперименты подтвердили, что новый материал обладает отличной гибкостью, высокой ионной проводимостью и стабильностью при повышенных напряжениях. Примечательно, что батареи сохраняют большую часть своей изначальной ёмкости после многочисленных циклов зарядки и разрядки.
«Мы достигли многообещающих результатов, свидетельствующих о возможности применения высоконикелевых катодов в полностью твердотельных батареях для увеличения их энергетической плотности», — подчеркивает Рейс.
Учёные убеждены, что их новинка несёт огромные перспективы для будущего твердотельных литий-ионных аккумуляторов. «Глобальный рост рынка литий-ионных батарей открывает новые горизонты для инноваций в материалах и технологиях, повышающих их характеристики», — заключает Рейс, добавляя, что их выводы согласуются с современными научными знаниями и помогут усовершенствовать понимание использования композитных электролитов в твердотельных элементах с высоконикелевыми катодами.
Источник: iXBT
