Отжиг электродных наночастиц как новый способ повышения производительности литиево-ионных аккумуляторов (ЛИА) предложили американские ученые.

В Северо-Западном университете (Иллинойс) детально изучаются причины деградации электродов в батареях, содержащих энергию высокой плотности. По результатам исследований была предложена новая стратегия оптимизации эффективности ЛИА, которые используются в различных сферах, в том числе в качестве тяговых батарей электромобилей.

Исследователи подтвердили, что «большая часть процессов деградации происходит на поверхности катода при соприкосновении с электролитом», и предложили новый способ стабилизации.

В первую очередь необходимо очистить катодные наночастицы (алюминий, никель, кобальт) от карбонатно-гидроксидного налета, который образуется в процессе их синтеза. Чистку лучше всего производить путем отжига. После чего активные поверхности наноструктур следует покрыть слоем графена толщиной в один атом.

Обработанные таким образом частицы в составе катода показали отличные электрохимические качества, в том числе повышенную плотность энергии, высокую производительность и циклическую стабильность. К тому же графен, не позволяющий электролиту соприкоснуться с поверхность электрода, еще больше увеличивает срок службы последнего.

Технология была разработана на примере ЛИА, катоды в которых насыщены никелем. Но ученые считают, что ее можно использовать для разных типов батарей, в т.ч. магниевых и натриевых, в которых для увеличения рабочей поверхности катода применяются наночастицы.

Один из участников проекта, г-н Хёсем, подводя предварительные итоги, подчеркивает, что новый метод обработки может улучшить также и характеристики анода. В любом случае, для достижения максимальной эффективности аккумулятора необходимо оптимизировать оба электрода.