Дослідники з ETH Zurich розробили нову конструкцію електроліту для літій-металевих акумуляторів, яка може значно збільшити термін служби та екологічність цих батарей.

Вчені радикально скоротили кількість фтору, необхідного для стабілізації акумуляторів, що робить їх більш екологічно чистими і безпечними.

Літій-металеві акумулятори можуть зберігати вдвічі більше енергії на одиницю об’єму, ніж широко використовувані літій-іонні акумулятори. Це означає, що електромобіль зможе проїхати вдвічі більшу відстань на одній зарядці, а смартфон не доведеться заряджати так часто. Однак літій-металеві акумулятори мають один суттєвий недолік: їхній рідкий електроліт вимагає додавання значної кількості фторованих розчинників і солей, що збільшує їхній вплив на навколишнє середовище.

Дослідницька група під керівництвом Марії Лукацької розробила новий метод, який знижує кількість фтору, що потрібен у літій-металевих акумуляторах, роблячи їх більш екологічно чистими і стабільними. Роботу опубліковано в журналі Energy & Environmental Science, і на метод подано заявку на патент.

Фторовані сполуки електроліту сприяють утворенню захисного шару навколо металевого літію на негативному електроді батареї. «Цей захисний шар можна порівняти з емаллю зуба, — пояснює Лукацька. — Він захищає металевий літій від постійної реакції з компонентами електроліту». Без нього електроліт швидко виснажувався б під час циклування, елемент вийшов би з ладу, а відсутність стабільного шару призвела б до утворення дендритів — вусів металічного літію, що може спричинити коротке замикання і загоряння.

Група знайшла правильну молекулу, до якої можна було б приєднати фтор і яка б розкладалася за потрібних умов, досягнувши металевого літію. Ключова перевага цього методу в тому, що його можна легко інтегрувати в наявний процес виробництва акумуляторів без додаткових витрат.

У лабораторії використовувалися батареї розміром з монету. Наступним кроком дослідників буде перевірка масштабованості методу і його застосування до кишенькових елементів, що використовуються в смартфонах.

Источник: techno.nv.ua