Автори нової роботи з'ясували, що легування катодного матеріалу за допомогою іонної рідини допомагає заповнювати структурні порожнечі і покращує контакт з твердим електролітом в літій-металевих батареях. Легування - додавання до складу матеріалів домішок для зміни або поліпшення фізичних і хімічних властивостей основного матеріалу.
Літій-металеві батареї - це перспективна технологія для зберігання енергії, оскільки чистий літій забезпечує неймовірно високу щільність енергії. Якщо використовувати літій замість графіту і міді, то це призведе до значного збільшення продуктивності. Наприклад, смартфони зможуть працювати протягом декількох днів.
Але є і проблема, літій-металеві батареї нестабільні. Автори нової роботи придумали, як подолати цю проблему - замінити рідкі компоненти на тверді.
Наприклад, конструкція твердотільних батарей передбачає, що іони літію, що несуть заряд, проходять через твердий електролітний матеріал, а не через рідкий. У цьому є свої недоліки - нестабільність на кордоні між твердим електролітом і електродами батареї.
Автори нової роботи вирішили використовувати квазітвердотельний електрод, який можна використовувати в твердотільній літій-металевій батареї.
Дослідники працювали з одним із кандидатів на твердий електроліт - LLZO. Він відносно добре взаємодіє з анодами з металевого літію, але викликає високий опір при взаємодії зі звичайними катодами. Ідея полягала в тому, щоб поліпшити контакт і зменшити опір між твердим керамічним електролітом і катодом - для цього автори додали іонну рідину кімнатної температури, або рідку сіль.
В результаті рідина заповнила структурні порожнечі і поліпшила контакт з твердим електролітом в літій-металевих батареях. Прототип батареї продемонстрував вражаючу стабільність, він підтримував 80% від своєї ємності протягом 100 циклів зарядки і розрядки при температурі 60 ° C.
Читати далі
«Джеймс Вебб» зробив найчіткішу фотографію зірки в історії
На глибині 8 000 метрів вчені знайшли дивні бактерії: їх не очікували там побачити
Вчені натрапили на археологічну аномалію 1500-річної давності