Створено батарею рекордної ємності для електромобілів

Інститут Гельмгольца в Ульмі (Німеччина) розробив інноваційну літій-металеву батарею для електромобілів. Питома щільність зберігання енергіі у нової батареї вдвічі вище, ніж у звичних літій-іонних акумуляторів.

Дослідники з Інституту Гельмгольца в Ульмі (HIU), заснованого Технологічним інститутом Карлсруе (KIT) у співпраці з Університетом Ульма, розробили нову літій-металеву батарею з надзвичайно високою щільністю енергії – до 560 Вт•год/кг.

Для порівняння: добре відомі нам літій-іонні акумулятори мають ємністю до 285, твердотілі — 400-500 ват-годин на кілограм.

Команда інженерів використовувала багатообіцяючу комбінацію катода і електроліту: багатий нікелем катод дозволяє зберігати велику кількість енергії на одиницю маси, в той час як іонно-рідкий електроліт гарантує, що ємність в значній мірі зберігається протягом багатьох циклів зарядки.

Літій-металеві батареї більш привабливі, як рішення для зберігання енергії з більшою ємністю, ніж сучасні літій-іонні батареї, їх стабільність являє собою проблему, оскільки матеріали електродів вступають в реакцію зі звичайними електролітними системами.

Шаруватий катод з низьким вмістом кобальту і високим вмістом нікеля забезпечує високу щільність енергії. Однак для комерційно доступного органічного електроліту така низька стабільність неприйнятна. Тому розробники замість цього використовували нелеткий негорючий іонний рідкий електроліт з двома аніонами.

За допомогою іонно-рідкого електроліту можна в значній мірі уникнути структурних змін в збагаченому нікелем катоді; 88% ємності акумулятора зберігається за 1000 циклів зарядки.

Літій-металевий акумулятор з новими компонентами від початку має ємність в 214 маг•ч. ККД нової батареї становить в середньому 99,94%. Але до серійного виробництва нової розробки ще дуже далеко. Батареї належить пройти великий цикл ресурсних випробувань в різних умовах експлуатації.