Черный фосфор? Только вместе с графитом!
Перспективные композитные материалы для литий-ионных батарей нового поколения разработала международная группа ученых в Научно-технологическом университете КНР.
Руководитель проекта профессор Цзи Хэнсин заявляет, что китайские технологи совместно с коллегами из Института химии АНК и Калифорнийского университета (США) совершили открытие, которое избавит современные тяговые аккумуляторы от таких важных недостатков, как малый запас хода и медленная зарядка, и таким образом даст новый импульс развитию электрического транспорта.
Композиты или многокомпонентные материалы образуются при объединении разнородных веществ в единую структуру. При этом свойства полученного материала существенно отличаются от свойств отдельных составляющих. Одним из «секретных» компонентов нового материала стал черный фосфор, известный своей ионной проводимостью. Теоретически он обладает высокой электроемкостью, но его нестабильная структура сводит на нет эти качества. Ученым удалось стабилизировать фосфор, добавив к нему графит.
В результате экспериментов были получены устойчивые материалы, обладающие высокой проводимостью. Изготовленные из них электродные пластины восстанавливают 80% заряда за 10 минут, а после двух тысяч циклов заряд-разряд количество энергии остается на уровне 90%.
Согласно расчетам ученых, новые композиты позволяют сделать аккумулятор, в котором плотность запасаемой энергии составит 350 Вт‧ч/кг, обеспечив электромобилю запас хода порядка тысячи км.
В настоящее время ученые продолжают свою работу, исследуя качества полученных материалов и пути их применения в различных сферах, конечно, в первую очередь — в автомобильной промышленности.