2023-03-09 08:34+03:00

Найден новый способ сделать электромобили качественнее и дешевле

В Калифорнии разработали алюминиево-кремниевые электроды с полимерным покрытием для электромобилей

Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли разработали новое проводящее полимерное покрытие под названием HOS-PFM, которое может привести к созданию более долговечных и мощных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. Покрытие обладает способностью проводить как электроны, так и ионы одновременно, обеспечивая стабильность батареи и высокую скорость заряда/разряда, а также увеличивая срок службы батареи.

Кроме того, покрытие HOS-PFM обещает стать аккумуляторным клеем, способным продлить срок службы литий-ионного аккумулятора в среднем с 10 до 15 лет.

В частности, исследователи из отдела энергетических технологий лаборатории Беркли продемонстрировали превосходные проводящие и адгезионные свойства покрытия HFM, а также его характеристики в конфигурации с литий-ионным аккумулятором. И для этого они покрыли алюминиевые и кремниевые электроды HOS-PFM.

Кремний и алюминий являются перспективными материалами для литий-ионных аккумуляторов из-за их потенциально высокой емкости накопления энергии и легкого профиля. Однако эти материалы быстро изнашиваются после нескольких циклов зарядки/разрядки.

В ходе экспериментов в Advanced Light Source and Molecular Foundry исследователи продемонстрировали, что покрытие HOS-PFM значительно предотвращает деградацию алюминиевых и кремниевых электродов во время цикла работы от батареи, обеспечивая при этом высокую емкость батареи на 300 циклов, показатель производительности, который не уступает современным электродам.

Покрытие HOS-PFM может позволить использовать электроды, содержащие до 80% кремния, что может увеличить плотность энергии литий-ионных аккумуляторов не менее чем на 30%.

Одним из основных преимуществ покрытия HOS-PFM является то, что оно может сделать электромобили более доступными и простыми в производстве. Покрытие дешевле, чем графит, который сегодня является стандартным материалом для электродов. Более дешевые батареи могут значительно увеличить доступность основных электромобилей. В связи с этим Гао Лю, старший научный сотрудник отдела энергетических технологий лаборатории Беркли, руководивший разработкой материала, заявил, что «это достижение открывает новый подход к разработке аккумуляторов для электромобилей, которые являются более доступными и простыми в производстве».

Хотя покрытие имеет большие перспективы для будущего электромобилей, поскольку оно может привести к более доступным и долговечным батареям, технология также может применяться в других областях, таких как смартфоны и ноутбуки.