Создание лучшего уровня батареи по слою

Команда исследователей из университета Синшу в Нагано, Япония, теперь ближе к тонкой литий-ионной батарее большой емкости, которая может открыть ворота для улучшения систем хранения энергии для электромобилей.

«Литиево-ионные батареи - очень перспективные системы хранения энергии для электромобилей, которые требуют относительно высоких энергетических плотностей», - сказал автор исследования Нобуюки Зетцу, профессор в ОЭЭЦ и в отделе химии материалов Университета Шиншу. «Однако их высокие рабочие напряжения обычно приводят к окислительному разложению поверхности электрода, что впоследствии способствует различным побочным реакциям».

Литиево-ионные батареи хранят много энергии, но сила, которую она требует, чтобы батарея рассеивала энергию, слишком велика - настолько, что в результате этого урон батареи может потерять емкость.

Для борьбы с этим вопросом Зетцу и его коллеги изучили электрические и электрохимические свойства высоковольтного (> 4,8 В, vs Li + / Li) катода, где электроны попадают в аккумуляторную ячейку.

Zettsu, возможно, повернул поток на поверхностные модификаторы с помощью самоорганизованного монослоя. Его команда применила ультратонкое покрытие фторалкилисилана к поверхности катодов. Фторалкилисилан, тип силикона, организует себя в наиболее эффективном устройстве для проведения ионов лития и изолирования электронов, оставаясь только одним атомом.

«Мы обнаружили ... что покрытие поверхности активного материала самоорганизованным монослоем ... способствовало эффективной транспортировке внутри электродов, а также подавляло побочные реакции, возникающие на поверхности электрода и электролита», - сказал Зетцу. «Это покрытие обеспечило улучшение как плотности мощности, так и цикличности в высоковольтных литиево-ионных батареях».

Исследователи обнаружили, что прямой контакт между катодом и электролитом, входящим в батарею, был сведен к минимуму и что емкость батареи не ухудшалась даже после того, как она была задействована сто раз.

«В связи с экологическими нормами в мире стремление к электрическим и гибридным автомобилям идет устойчиво, уровень производительности, требуемый для ионно-литиевых батарей, очень высок», - сказал Зетцу. «В настоящее время мы работаем над изготовлением реальных аккумуляторных батарей для подключаемых гибридных автомобилей и аккумуляторных электромобилей с использованием процесса покрытия и экспериментов в автоматических режимах движения».

Эта работа была поддержана Японским научно-техническим агентством и Японским обществом содействия науке.

36-литровый аккумулятор