Nový materiál ztrojnásobí kapacitu lithium-iontových baterií
Vědcům z Národní univerzity vědy a technologie „MISIS“ (NUST MISIS), která je součástí mezinárodního týmu vědců, se podařilo zvýšit kapacitu a prodloužit životnost lithium-iontových baterií.
Podle vyjádření výzkumníků, syntetizovali nový nanomateriál, který může nahradit nyní používaný grafit s nízkou účinností, který se dnes používá v lithium-iontových bateriích. Výsledky výzkumu jsou publikovány v Journal of Alloys and Compounds.
Lithium-iontové baterie jsou široce používány pro domácí spotřebiče od smartphonů po elektrická vozidla. Cyklus nabíjení a vybíjení v takové baterii je zajišťován pohybem lithiových iontů mezi dvěma elektrodami - ze záporně nabité anody na kladně nabitou katodu.
Rozsah použití lithium-iontových baterií se neustále rozšiřuje, ale zároveň je podle vědců jejich kapacita stále omezena vlastnostmi grafitu - hlavního anodového materiálu. Vědcům z NUST MISIS se podařilo získat nový materiál pro anody, který může poskytnout výrazné zvýšení kapacity a prodloužení životnosti baterie.
„Porézní nanostrukturované mikrosféry se složením Cu 0,4 Zn 0,6 Fe 2 O 4 , které jsme extrahovali a které se používají jako anodový materiál, poskytují třikrát vyšší kapacitu než baterie existující nyní na trhu. Kromě toho umožňuje zvýšení počtu cyklů (nabíjení – vybíjení) na pětinásobek ve srovnání s jinými slibnými alternativami ke grafitu. Tohoto zlepšení je dosaženo díky synergickému efektu s kombinací speciální nanostruktury a složením použitých prvků, řekl “Evgeny Kolesnikov, asistent na katedře funkčních nanosystémů a vysokých teplot - NUST MISIS.
Syntéza finálního materiálu probíhá jednostupňovým procesem bez mezistupňů díky použití metody rozprašovací pyrolýzy. Jak vysvětlili vědci, vodný roztok s ionty speciálních kovů se pomocí ultrazvuku přemění na mlhu a poté se voda odpařuje při teplotách až 1200 ° C za rozkladu původních kovových solí. Ve výsledku jsou extrahovány mikronové nebo submikronové koule s pórovitostí, která je nutná pro provoz v lithium-iontovém systému.
