Продолжается процесс совершенствования литий-ионных аккумуляторов. Исследователи из Университета Твенте (Нидерланды) в сотрудничестве с китайскими и немецкими коллегами нашли способ в десять раз увеличить скорость зарядки, не уменьшая срока службы батареи.

Такое улучшение стало возможным благодаря новому анодному материалу — ниобату никеля (соединение никеля с ниобием и кислородом).

Мы уже рассказывали о привлекательных качествах ниобия, тугоплавкого металла, придающего соединениям с его участием повышенную прочность, устойчивость к высоким температурам и коррозии, а также интересные электрохимические свойства. При этом ни добыча ниобия, ни его обработка не причиняют вреда здоровью человека или окружающей среде.

А ниобат никеля интересен для производителей аккумуляторов своей способностью долго сохранять исходный уровень емкости в крайне неблагоприятных условиях: после двадцати тысяч циклов скоростной зарядки/разрядки при 100 °C экспериментальная батарея сохранила более 80% емкости.

Причиной такой «живучести» ученые считают упорядоченную и открытую кристаллическую структуру ниобата никеля, идеально подходящую для переноса электрического заряда. В то же время, этот материал компактнее, чем традиционно используемый графит, и поэтому имеет гораздо большую удельную плотность энергии. Кроме того, он очень прост и неприхотлив в изготовлении, в отличие от новейших наноструктурированных материалов, которые также пробуются на роль анода.

Ученые провели ряд лабораторных тестов новых аккумуляторных элементов, проверяя, как никель-ниобиевые аноды взаимодействуют с разными видами катодов, и пришли к выводу, что подобные батареи могут составить достойную конкуренцию ныне существующим. Правда, для использования в электромобилях придется еще поработать с конструкцией, в т.ч. подумать о снижении веса, но для тяжелого электрического транспорта или энергосистем эти аккумуляторы отлично подойдут.

Руководитель проекта, профессор Марк Хьюбен, заметил также, что новый анод может быть использован не только в литий-ионных ячейках, но и в альтернативных элементах.