Успех электрификации транспорта невозможен без долговечных батарей, способных выдержать множество циклов разрядки. Литий-ионные аккумуляторы вполне подходили бы на эту роль, если бы не ограничения в емкости и прочие сопутствующие трудности. Альтернативой им могут быть литиевые двухионные батареи, но их минусом является короткий срок службы.
Двухионные батареи используют одновременно катионы и анионы электролита, что повышает плотность энергии по сравнению с традиционными литиевыми аккумуляторами. Это позволяет запасать в них достаточное количество энергии. Однако из-за разницы в размере анионов и катионов во время процесса зарядки и разрядки происходит расширение и сокращение графитового анода, что приводит к сокращению срока службы аккумулятора.
Ученые из Пхоханского университета науки и технологии и других вузов Южной Кореи повысили долговечность двухионных батарей, разработав инновационный полимерный связующий элемент. Связующий материалы играют важную роль в обеспечении безопасности различных химических веществ внутри аккумуляторов. В данном случае, как сообщает сайт POSTECH, материал включал производные азотистоводородной и акриловой кислот.
Азиды формируют прочные ковалентные связи с графитом посредством химической реакции под действием ультрафиолетового света, придавая ему структурную целостность при сокращении и расширении. Акрилаты обеспечивают восстановление соединения между графитом и связующим материалом, даже если эта связь была нарушена.
Результаты экспериментов показали, что новые двухионные батареи сохраняют высокую производительность даже после 3500 циклов полной разрядки. Кроме того, они быстро заряжаются и восстанавливают около 88% первоначального заряда всего за 2 минуты.
Таким образом, делают вывод ученые, двухионные батареи могут стать экономически выгодной альтернативой современным литий-ионным аккумуляторам.
Компания Toyota сообщила о прорыве в производстве твердотельных аккумуляторов — на опытной линии она производит их уже с такой же скоростью, как и традиционные аккумуляторы. При этом темп производства должен еще подрасти, а количество брака — снизиться. Твердотельные аккумуляторы с быстрой зарядкой и запасом хода до 1200 км — ключевой пункт в стратегии Toyota, которая должна помочь ей догнать конкурентов на рынке электромобилей.
