Один зі способів збільшення продуктивності акумуляторів – підвищення місткості анода і катода, зазначає Science Daily.

Цікаво Мікрокомп'ютер Raspberry Pi тепер можна перетворити в високоякісну камеру

Чому батареї швидко зношуються

В літій-іонних батареях зазвичай графітові аноди, місткість яких близько 370 мАг за грам. Аноди з кремнію можуть видати мінімум в чотири рази більше – від 1500 до 2800 мАг, проте набагато швидше руйнуються. Причина в тому, що на відміну від графіту, кремній розширюється і скорочується під час роботи батареї. Через це тріскається захисний шар (SEI), навколишній анод.

Ця плівка формується природним шляхом, коли частинки анода вступають в контакт з електролітом. Виникає бар'єр, що перешкоджає подальшим реакціям і відокремлює анод від електроліту. Але коли захисний шар пошкоджений, частки анода вступають в реакцію з електролітом безперервно. Вчені вже намагалися вирішити цю проблему, створивши плівку, яка розширюється разом з кремнієвим анодом, але цей метод все одно викликає деградацію електроліту.

Чого вдалося досягти

Команда дослідників з Університету Меріленда і Дослідницької лабораторії армії США вирішила спробувати інший підхід. Вони розробили настільки жорсткий бар'єр, що він не ламається навіть коли анод розширюється. Ця пасивна плівка з фториду літію значно знижує деградацію електроліту.

Під час випробувань нова конструкція батареї показала 99,9-відсоткову кулонівську ефективність. Це означає, що в кожному циклі всього 0,1% енергії втрачається в процесі деградації електроліту.

Для порівняння, в звичайних літій-іонних батареях цей показник дорівнює 99,5%. Різниця здається незначною, але на практиці вона означає, що термін служби збільшується більше ніж у п'ять разів. Крім того, така конструкція дозволяє робити електроди набагато тоншими, що істотно прискорює процес зарядки, а сама батарея стає легшою.

Більше новин, що стосуються подій зі світу технологій, ґаджетів, штучного інтелекту, а також космосу читайте у розділі Техно