Учёные преодолели главное препятствие для коммерциализации литий-металлических аккумуляторов
Коллектив исследователей из Корейского института передовых технологий (KAIST) объявил о создании литий-металлического аккумулятора для электромобилей, устойчивого к образованию дендритов. По словам учёных, эта разработка знаменует собой наступление новой эры в технологии аккумуляторов для электромобилей, поскольку она решает ключевую проблему, препятствовавшую коммерческому использованию литий-металлических батарей.
Новая конструкция аккумулятора предлагает на тридцать три процента больше запаса хода на одном заряде по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Это увеличивает среднюю дальность пробега электромобиля с 600 до 800 километров. Помимо этого, прорывная разработка обладает временем быстрой зарядки всего двенадцать минут и сроком службы, превышающим 300 000 километров.
В отличие от привычных литий-ионных аккумуляторов, в литий-металлических батареях анод изготовлен из металла, а не из графита. Такая конструкция известна тем, что увеличивает плотность энергии, а следовательно, и запас хода электромобиля. Однако технология сталкивалась с критическим ограничением: при перезарядке на аноде образуются древовидные структуры, называемые дендритами. Накопление этих кристаллов лития снижает производительность батареи и может привести к короткому замыканию, которое выводит её из строя. Эта проблема особенно остро проявляется во время быстрой зарядки, что делало её применение в таких условиях очень трудной задачей.
Исследовательская группа под руководством профессора Хи Така Кима из KAIST и при сотрудничестве с LG Energy Solution разработала новый жидкий электролит с ингибирующей когезией анионной структурой. Этот материал обладает слабым сродством к ионам лития в жидкости, что минимизирует неоднородность на поверхности литиевого анода и эффективно подавляет рост дендритов даже в условиях быстрой зарядки.
Как отметил профессор Ким, четырёхлетнее исследование стало ключевой основой для преодоления технических проблем литий-металлических батарей. Технический директор LG Energy Solution Джей-Янг Ким добавил, что сотрудничество принесло значимые результаты, и компания намерена укреплять такие партнёрства для решения технологических задач в области аккумуляторов следующего поколения.
Исследование было опубликовано в журнале .