Як підвищити термін експлуатації літієво-іонних батарей

Якось так складається, що нескінченно можна стежити не тільки за полум’ям багаття і струмує водою, але також за дослідженнями в галузі вдосконалення літієво-іонних акумуляторів. Серед незліченних шляхів поліпшення літійових батарей кожен з учених знаходить свій шлях. Навіть якщо жодна з цих стежок чи не перетвориться в широке шосе, всі разом вони, так чи інакше, приведуть до кращих і ємним акумуляторам.

Свій варіант удосконалити літієво-іонні акумулятори запропонувала група дослідників з Аргонської національної лабораторії (США) і Гонконзького університету науки і технології (HKUST). Вчені зробили акцент на підвищенні якості та надійності катода батарей. І у них це вийшло.

Катоди літіевосодержащіх акумуляторів в процесі роботи і особливо в критичних режимах експлуатації при підвищеній температурі або з підвищенням напруги виділяють надлишок кисню. Кисень вступає в реакцію з електролітом і утворює на поверхні катода оксидну плівку, яка погіршує характеристики акумуляторів — знижує проникність іонів літію і електронів, що зменшує енергетичну ємність батареї.

При виробництві літієво-іонних акумуляторів враховується неприємна особливість взаємодії катодів і електроліту, що змушує виробників покривати катоди різними захисними плівками. На жаль, це все ж уповільнює переміщення іонів літію, знижуючи ефективність батарей. Крім того, оскільки покриття не закриває всю поверхню катодів, деградація все ще може відбуватися, що особливо яскраво виражено в режимах екстремальної експлуатації.

В ході експериментів дослідники підібрали перспективне полімерне покриття для катодів у вигляді провідного полімеру PEDOT. Полімер осідає на катоди з парової фази і максимально повно покриває його поверхню. Але головне, що покриття PEDOT не перешкоджає руху іонів, що означає збереження ємнісних і енергетичних параметрів акумуляторів. Більш того, напруга роботи батарей вдалося підвищити з 4,2 В до 4,6 В без слідів деградації в процесі тривалої експлуатації акумуляторів.

Новий техпроцес обіцяє зробити виробництво літієво-іонних акумуляторів простіше і дешевше, також забезпечить їм більш тривалий час експлуатації, що можна тільки вітати.