«Мятый» графен повышает срок работы литий-ионных батарей, - ученые

Опубликовано: Суббота, 20 января 2018 07:12

Ученые Северо-Западного университета в штате Иллинойс пришли к выводу, что особый вид графена - "мятый" - позволит повысить срок работы литий-ионных батарей.

Об этом сообщает Science Daily.

Стоит отметить, что добавление данного вещества замедляет процесс разрушения и выхода батареи из строя.

Так, в современных литий-ионных батареях атомы лития в аноде распределяют в других материалах, например, в графите или кремнии. Исследователь Цзясин Хуан пояснил, что такой подход приводит к тому, что производительность батареи снижается из-за падения концентрации лития.

Ответ кроется в исследовательской задаче, которой ученые занимались на протяжении многих лет. В процессе зарядки и разрядки литий постепенно образует в батарее дендриты, представляющие собой сеть кристаллических отростков, которые "разрастаются" по батарее, что впоследствии приводит к ряду проблем. В лучшем случае пользователь замечает обычное и плавное ухудшение производительности батареи, а в худшем — может произойти воспламенение аккумулятора.

Производители пытаются решить эту проблему, добавляя пористые структуры, например, из углеродных материалов, которые не позволяют дендритам "разрастаться". Впрочем, такой подход увеличивает размеры батареи.

Ученые предлагают заменять подложку из углеродных материалов шариками "мятого" графена. Данный материал называется мятым, так как визуально похож на листы бумаги, смятые в шары. При появлении нагрузки такие шары сжимаются, а при ее отсутствии - восстанавливаются в размерах. Таким образом, батарею удается защитить от дендритов, а "шарики" могут восстанавливать свою форму, когда слой выпавшего на них лития уменьшается. Для сравнения, обычные батареи могут содержать слои лития толщиной несколько десятков микрон, однако с этой технологией данная толщина увеличивается до 150 микрон.

  • В декабре состоялся саммит экспертов в области энергетики Energy Storage Summit, на котором собравшиеся ответили на ряд вопросов относительно новых технологий хранения энергии.
  • В ноябре компания Samsung разработала аккумулятор с использованием графена, который позволяет зарядить смартфон за 12 минут.