Зубная паста поможет продлить срок службы батареи электромобилей
Если вы что-то знаете об аккумуляторах электромобилей, так это то, что золотым стандартом сейчас является литий-ионный элемент. Тем не менее, на горизонте есть гораздо более энергоемкие химические вещества, и группа исследователей из Министерства энергетики США, возможно, совершила прорыв в технологии металлического лития.
Альтернативные химические аккумуляторы, такие как металлический литий, обеспечивают в два раза большую плотность энергии, чем литий-ионные батареи, которые сегодня питают электромобили с самым большим запасом хода. Обещание большей плотности энергии заключается в том, что аккумуляторные батареи могут быть меньше и легче и, следовательно, более эффективны при перевозке пассажиров.
Недостатком является то, что литий-металлические батареи могут обеспечивать такую плотность энергии только в течение короткого периода времени. По мере того, как они заряжаются и разряжаются, их производительность ухудшается, а их впечатляющая плотность исчезает менее чем через сотню циклов, что было бы большой проблемой для водителей.
Тем не менее, группа исследователей во главе с Чжэнчэном Чжаном из отдела химических наук и инженерии Аргоннской национальной лаборатории нашла многообещающий способ использования фторида, того же вещества, которое они добавляют в зубную пасту для укрепления эмали, чтобы помочь литий-металлическим батареям работать дольше.
Литий-ионные батареи имеют отрицательный электрод (анод), который изготовлен из лития, а не из графита, отсюда и название. В них ионы лития перемещаются между анодом и катодом через электролитическую жидкость, сообщает Science Blog. Нормальные электролиты состоят из растворителей и литийсодержащих солей, но они не образуют достаточного защитного слоя на аноде, что приводит к быстрой деградации.
Решение исследовательской группы состояло в том, чтобы заменить электролитическую жидкость на жидкость, содержащую фторированные компоненты, которые являются как отрицательно (анион), так и положительно заряженными (катион). Это помогает защитить внутреннюю структуру батареи, благодаря чему она прослужит намного дольше.
Используя электронный микроскоп высокого разрешения, команда смогла точно настроить соотношения, чтобы создать защитный слой с идеальными качествами. К счастью, жидкость проста в изготовлении, что делает ее дешевой, и использует гораздо меньше растворителей, чем традиционные жидкости, что делает ее более экологически чистой.
