А в чем тренд?
Глобальный спрос на литий-ионные аккумуляторы увеличивается каждый год. Согласно прогнозам, мировые производственные мощности к 2030 году вырастут в несколько раз, достигнув 4,7 ТВт/ч. Одна из причин такого активного развития — растущая популярность электромобилей.
Ученые Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии нашли способ не только снизить стоимость, но и увеличить производительность литий-металлических батарей. Исследователи интегрировали в конструкцию нейлон — полимер, из которого изготавливают одежду.
Чем литий-ионная батарея отличается от литий-металлической
Литиевые батареи популярны во всем мире из-за своих преимуществ: они легкие, обладают высокой плотностью энергии и приводят к меньшему выбросу углекислого газа. Существуют два вида литиевых батарей: литий-ионные и литий-металлические.
Обычная литий-ионная батарея состоит из двух электродов — графитового анода и литий-металлоксидного катода — разделенных жидким или твердым электролитом.
В литий-металлической батарее графитовый анод заменяется гальваническим литий-металлом, что позволяет ему хранить вдвое больше энергии. Также литиевый металлический анод весит меньше, чем графитовый. Это важно для производства электромобилей, применения в робототехнике.
Как нейлон меняет литий-металлические батареи
Исследовательская группа KAUST растворила нейлон в слабом растворе лития и использовала в качестве присадки для литий-металлических батарей.
«Полимеры всегда было трудно растворить в обычных электролитах для батарей. Мы провели интенсивное изучение химических свойств и изменили структуру сольватации (электростатического взаимодействия между частицами. — «РБК Тренды») и взаимодействий», — объяснили авторы технологии.
В результате экспериментов ученые выяснили, что добавление нейлона не только улучшает стабильность батареи, но и повышает плотность энергии, позволяя ей обеспечивать большую мощность при сохранении более длительного срока службы. Кроме того, использование этой добавки снижает производственные затраты, что делает эту технологию более доступной и экономичной для всеобщего применения.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.