Химики из Университета Калифорнии разработали устойчивый запись для зарядки электроды на основе тонких волокон. По словам исследователей, таких материалов для литий-ионных батарей обеспечит сотни тысяч циклов зарядки без потери электрической мощности. Результаты исследования были опубликованы в ACS журнал Energy Letters, а кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.
В качестве основы для материала авторы использовали Золотой поток, покрытый слоем оксида марганца. Последний представляет собой «губку», которая может хранить литий и освободить его для электрохимических реакций. Нить помещали в гель из ПММА (полиметилметакрилата), содержащего раствор соли лития и протестированы на устойчивость к циклам заряда. Материал выполняет роль в качестве катода и анода.
Три месяца тестирования, авторы провели 200 тыс. циклов зарядки-разрядки волокон и не обнаружили никаких следов деградации. Это необычно, поскольку обычно сопротивление такого материала хранится не более 5-7 тысяч циклов. Для сравнения, химики заменили полимера в ячейке на поликарбонат — через 2-8 тысяч циклов за рассматриваемый деградации.
Авторы связывают наблюдаемый эффект с тем, что ПММА не оксида марганца на поверхности волокон более податливый и гибкий — благодаря этому она не потрескается при встраивании его с литием. Эти процессы уменьшают сопротивление электродов в поликарбонат.
Поиски экологически чистых материалов для катодов и анодов является одной из важных проблем, с которыми сталкиваются разработчики литий-ионных аккумуляторов. Так как они предлагают множество веществ, таких как пыльца, свечи сажа и бумаги, специально обработанной и сложенной техники киригами.
Владимир Королев
Н+1
