Южнокорейские ученые представили инновационный анод для аккумуляторов электромобилей, который сочетает графитовые мезовуглеродные микросферы и изогнутые нанолисты хлорированного гексабензокоронена (Cl-cHBC). Благодаря уникальному составу этот материал позволяет значительно ускорить зарядку батарей без сокращения их срока службы.
Об этом сообщает ProIT
Инновационная структура для повышения емкости и стабильности
По результатам экспериментальных испытаний, аккумуляторы с новым гибридным анодом сохранили 70% первоначальной емкости даже после более чем тысячи циклов зарядки-разрядки. В процессе сборки в пакетные элементы анод продемонстрировал стабильную работу на протяжении более 2100 циклов с кулоновской эффективностью 99%. Это свидетельствует о потенциальном удвоении ресурса аккумуляторов для электромобилей по сравнению с обычными графитовыми анодами.
“Экспериментальные испытания показали, что этот гибридный анод обеспечивает в четыре раза большую емкость, чем обычный графитовый, в условиях высокоскоростной зарядки (4 А/ч)”, — заявляют разработчики в пресс-релизе.
Главное преимущество нового анода — решение проблемы образования так называемого «мертвого лития», которая возникает во время быстрой зарядки и приводит к снижению емкости аккумулятора и его ускоренному износу. Благодаря изогнутой структуре нанолистов в Cl-cHBC, межслойные пространства и наноканалы эффективнее проводят ионы лития, чем в традиционном графитовом аноде. Это обеспечивает быстрое и безопасное перемещение ионов, уменьшая риск отложения лития на поверхности анода.
Масштабируемость и перспективы для будущих технологий
Ученые отмечают, что при смешивании мезовуглеродных микросфер с Cl-cHBC в равных пропорциях достигается оптимальный последовательный механизм переноса ионов. Первой зоной приема ионов становятся нанолисты, после чего ионы перемещаются в графит. Это, по результатам моделирования, обеспечивает быструю зарядку без потери емкости. Кроме того, предложенный процесс масштабируем и совместим с существующей инфраструктурой производства аккумуляторов.
Химическая универсальность изогнутых нанолистов Cl-cHBC открывает перспективы для создания не только литий-ионных, но и натрий-ионных аккумуляторов. Исследователи подчеркивают, что их подход может стать основой для аккумуляторов нового поколения, которым необходимы как быстрая зарядка, так и длительная стабильность.
