Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН совместно с коллегами из СФУ и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» предложили новую технологию, которая позволяет существенно улучшить ключевые характеристики литий-ионных аккумуляторов.
Российские специалисты направили усилия на повышение емкости и максимальной скорости заряда-разряда таких батарей и для этого они предложили использовать особое соединение графена, передает СобКор.
Физическая основа литий-ионного аккумулятора - два электрода, анод (плюс) и катод (минус), разделенные пористым полимерным материалом. Во время зарядки электрический ток перемещает ионы лития от катода к аноду, а во время работы батареи ионы движутся обратно. Когда срок службы батареи подходит к концу, возможность для перемещения ионов лития между электродами снижается.
Ученые предложили использовать в качестве анодного материала для литий-ионных батарей двуслойную гетероструктуру, состоящую из монослоев дисульфида ванадия и графена. Ионы лития могу связываться не только на поверхности такого материала, но и в межслоевом пространстве, что в конечном итоге приводит к его высокой удельной емкости.
Согласно расчетам, возможная емкость такого композита составила 569 мАч на один грамм анодного материала. Это почти в два раза выше, чем у графита - наиболее часто используемого анода в современных литий-ионных батареях.
Зафиксирована высокая подвижность ионов лития. Это теоретически обеспечит более высокую скорость зарядки и возможность питания устройств повышенной мощности.
Новости по теме: Ученые Дрексельского университета разработали батареи на базе наноматериала MXene, которые можно зарядить за доли секунды.
Благодаря новой технологии, аккумуляторы, сделанные из металла и гидрогеля, для смартфона и даже электромобиля можно будет заряжать практически мгновенно.