Химики МГУ придумали, как повысить скорость зарядки аккумуляторов

Фото: gordon mei/flickr

Международная группа ученых при участии химиков из МГУ имени Ломоносова создала катодный материал для литий-ионных аккумуляторов, обладающий высокой скоростью заряда — до 90 секунд — при сохранении более 75% от первоначальной емкости.

Изобретение может снизить стоимость аккумуляторов, в которых дорогостоящий литий заменяется на более дешевый калий, уточняет пресс-служба МГУ. Результаты работы исследователей опубликованы в журнале Chemistry of Materials.

Компактные и простые в обслуживании литий-ионные аккумуляторы используются во многих типах электронных устройств: мобильных телефонах, планшетах, ноутбуках. При этом такой тип аккумуляторов обладает и рядом недостатков. Например, при отрицательных показателях температуры воздуха и охлаждении аккумулятора его емкость может довольно сильно уменьшиться. Еще одна проблема — высокая цена, которая обусловлена, главным образом, дорогостоящими литийсодержащими материалами.

Основной элемент литий-ионного аккумулятора, ограничивающий его энергоемкость, — материал, из которого сделан его катод. Для большинства из них максимум энергоемкости уже достигнут.

Работа ученых посвящена созданию нового высокомощного катодного материала на основе фторидофосфата ванадия и калия для литий-ионных аккумуляторов. Фторидофосфаты переходных металлов считаются одним из наиболее перспективных классов катодных материалов для нового поколения литий-ионных аккумуляторов.

Химикам удалось стабилизировать уникальный кристаллический каркас, обеспечивающий быстрый транспорт ионов лития за счет обширных протяженных полостей и каналов. Как следствие, предложенный катодный материал показал высокие скорости заряда и разряда с сохранением более 75% от первоначальной удельной емкости. После оптимизации морфологии и состава материал сможет составить серьезную конкуренцию известным коммерциализированным высокомощным катодным материалам, таким как NASICON.

По словам разработчиков, результаты текущей работы пригодятся для последующего синтеза новых катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов и позволят разработать новый тип аккумуляторов, в которых в роли подвижного иона (носителя заряда) будет выступать не ион лития, а ион калия.

Ранее российские и французские химики предложили другой материал для повышения скорости заряда литий-ионных аккумуляторов — на основе наноразмерного литий-марганцевого оксида.
Теги:

Читать еще на Чердаке: