Прорыв в мире батарей: твёрдые электролиты заменят жидкие в литий-ионных аккумуляторах
14 января 2025
Иллюстрация зарядки твердотельного аккумулятора. Источник: Shirley Reis
Исследователи из Института инноваций SENAI в области электрохимии в Куритибе (Бразилия) разработали новый подход к созданию более безопасных литий-ионных аккумуляторов. Результаты их работы демонстрируют возможность замены жидких электролитов на твёрдые композитные материалы без потери эффективности.
Литий-ионные батареи считаются ключевым элементом в удовлетворении растущих энергетических потребностей и снижении зависимости от ископаемого топлива. Однако их широкое коммерческое использование ограничено проблемами безопасности, связанными с применением жидких электролитов, которые могут протекать или даже взорваться при перегреве.
Ширли Рейс и её коллеги разработали специальную смесь керамических и полимерных электролитов, создав композитный материал, который может успешно заменить жидкие электролиты.
В рамках 5-летнего партнёрства между нашим институтом и Бразильской металлургической и горнодобывающей компанией (CBMM) основная цель нашего исследования — обеспечить использование сырья на основе ниобия для следующего поколения литий-ионных батарей, — поясняет Рейс.
Исследователи создали композит, включающий оксид граната ниобия, легированный цирконием, и полимер полиэтиленоксид. Эксперименты показали, что новый материал обладает хорошей гибкостью, высокой проводимостью литий-ионов и стабильностью при высоком напряжении. Важно, что батарея сохраняла большую часть своей первоначальной ёмкости после множества циклов зарядки и разрядки.
Результаты весьма многообещающие и указывают на возможность использования высоконикелевых катодов в полностью твердотельных батареях для увеличения их энергетической плотности, — отмечает Рейс.
Учёные уверены, что их разработка имеет большой потенциал для будущего твердотельных литий-ионных аккумуляторов.
Рост рынка литий-ионных батарей во всём мире открывает новые возможности для разработки материалов и технологий, улучшающих характеристики аккумуляторов, — заключает Рейс, добавляя, что полученные результаты соответствуют современным научным данным и помогут улучшить понимание использования композитных электролитов в твердотельных батареях с высоконикелевыми катодными материалами.
Источник: https://www.ixbt.com/news/2025/01/09/proryv-v-mire-batarej-tvjordye-jelektrolity-zamenjat-zhidkie-v-litijionnyh-akkumuljatorah.html