Сохранит 97% емкости после 100 циклов: ученые создали улучшенную литий-ионную батарею

Группа ученых под руководством профессора Донгвука Хана из Сеульского национального университета науки и технологий в Южной Корее разработала инновационную технологию, направленную на улучшение литий-ионных аккумуляторов.

В пресс-релизе, опубликованном на сайте PR Newswire, сообщается о модификации катодов LNMO (литий-никель-марганцевого оксида) для повышения их срока службы, стабильности и плотности энергии.

LNMO считается перспективным материалом для высоковольтных катодов, но он склонен к нежелательным побочным реакциям, которые снижают его эффективность, в частности, разложению электролита. Для того чтобы улучшить производительность этих катодов, ученые использовали двойной инженерный подход. Они спроектировали Li-вакантные подповерхностные пути, которые помогают улучшить миграцию ионов лития, а также создали защитный слой, обогащенный K₂CO₃, чтобы предотвратить разложение электролита.

Этот синергетический эффект двух слоев обеспечил катодам LNMO значительно лучшую производительность в электрохимическом цикле заряда и разряда, а также улучшенную термическую стабильность. Сначала обычные катоды LNMO (R-LNMO) были синтезированы с использованием соосажденных гидротермальных реакций, а затем подвергнуты твердофазным реакциям. После этого они были обработаны водным раствором KOH, что привело к образованию улучшенных катодов LNMO_KOH.

При тестировании улучшенные катоды показали разрядную емкость около 110 мАч/г с 97% сохранением емкости после 100 циклов. Это значительно лучше, чем у необработанных катодов LNMO, где разрядная емкость составила 89 мАч/г с 91% сохранением. Кроме того, новый материал продемонстрировал потенциал для более быстрой зарядки.

Профессор Хан отметил, что технология, разработанная для катодов LNMO, может быть применена и к другим коммерческим катодным материалам, таким как высокопроизводительные Li[Ni1-y-zCoyMnz]O2 (NMC) и LiFePO4 (LFP). Это открывает перспективы для использования аккумуляторов в электромобилях и системах хранения энергии, обеспечивая их высокую плотность энергии и улучшенную безопасность.

Источник: PR Newswire