Емкость катода увеличит… нафталин!
Наиболее востребованные сегодня литий-ионные аккумуляторы появились благодаря нескольким научным открытиям. Одним из самых важных было создание Дж. Гуденафом катода, содержащего обратимо экстрагируемые ионы лития. На этой основе были разработаны современные катодные материалы с отличными характеристиками.
Но аккумуляторы с такими замечательными катодами зачастую не могут достичь необходимой эффективности без участия опасных и нестабильных анодов. А все потому, что в катодах содержится недостаточное количество мобильных ионов металлов. В результате многие материалы, привлекательные в других отношениях, не могут быть использованы, т.к. снижают емкость аккумулятора.
Сотрудник Центра энергетических технологий Сколтеха аспирант Роман Капаев, при содействии своего научного руководителя профессора Кита Стивенсона, нашел способ решения этой проблемы. Ученый предлагает обрабатывать катоды восстановителями — растворами солей щелочных металлов, извлеченных из ароматических соединений (например, нафталина). Таким образом появляется возможность контролировать количество ионов металлов в катоде путем увеличения или уменьшения концентрации восстанавливающих агентов.
Технология пригодна для широкого спектра органических и неорганических материалов, причем не только в литий-ионных, но также в натрий- и калий-ионных аккумуляторах.
Одно из главных достоинств метода — его масштабируемость. К тому же он достаточно безопасен и прост, не требует больших вложений, а восстанавливающие агенты могут быть использованы многократно, после чего легко утилизируются. Следовательно, технология может применяться и в крупномасштабном производстве.
Подробно результаты исследования изложены на страницах Journal of Materials Chemistry A.