Новий електроліт відкриває дорогу до створення революційних літій-іонних батарей

Дослідники з Міністерства енергетики США розробили і протестували новий електроліт, який дозволяє замінити графітовий анод на кремнієвий. Це збільшить ємність, термін служби і безпеку найпоширенішого виду батарей.

Фахівці з Аргонської національної лабораторії США розробили нову електролітну суміш і просту присадку для літій-іонних акумуляторів наступного покоління, пише Science Daily.

Десятиліттями хіміки шукали нові матеріали для електродів і електролітів, щоб підвищити термін служби і безпеку літій-іонних батарей. Одним з кращих кандидатів на зміну графіту в аноді був кремній, який перевершує графіт по ємності енергії майже в десять разів. Інша перевага цього матеріалу – його відносна дешевизна і доступність.

Проблема кремнію в тому, що такий анод вступає в реакцію з електролітом і швидко руйнує батарею.

В сучасних літій-іонних батареях міститься рідина з розчином солей літію і з однієї-трьома органічними присадками. Вчені з США розробили унікальну стратегію додавання присадок в електроліт, в якому містяться двічі або тричі заряджені катіони металів (Mg²+, Ca²+, Zn²+ або Al³+). Така суміш, названа MESA, надає кремнію стабільність і продовжує термін служби анода.

Кращі за все в сотнях циклів зарядки і розрядки себе показали суміші з катіонами магнію або кальцію. Енергетична щільність таких елементів перевершила графітові аналоги в півтора рази.

«На підставі результатів тестів у нас є всі підстави вважати, що якщо кремній в аноді коли-небудь замінить графіт або його концентрація підвищиться, цей винахід стане його частиною», – заявив Барис Кей, один з учасників проекту.

Американський стартап XNRGI стверджує, що зробив неможливе: розробив безпечні, ємні і швидкозаряджувані літій-іонні батареї на базі вже широко використовуваних рішень. Щільність зберігання енергії в них збільшена в десять разів.