Заменив дефицитный кобальт на более безопасные и доступные материалы, специалисты из Японии смогли решить ряд проблем современных батарей. Плотность энергии у нового элемента питания на 60 % больше, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов такого же веса и объема. И при этом он выдерживает беспрецедентные 1000 полных циклов зарядки.
В современных электромобилях преимущественно установлена никель-марганец-кобальтовая разновидность литий-ионных аккумуляторов. Она отличается низкой стоимостью и большой емкостью, однако один из ингредиентов вызывает опасения. Кобальт обходится слишком дорого, его добыча ограничена всего несколькими крупными шахтами, в основном, на территории Конго. Многие крупные производители уже или собираются полностью отказаться от использования этого металла в своих батареях.
Команда исследователей из Университета Токио разработала литий-ионную батарею с катодом без кобальта и анодом из недокиси кремния, сообщает PV Magazine.
Вдобавок к инновационным электродам и электролитам без кобальта новая батарея обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной литий-ионной. Плотность энергии у нее на 60 % выше, что означает более долгий срок службы, напряжение средней точки выше — не 3,2–3,7 В, а 4,4 В.
Во время испытаний аккумулятор выдержал 1000 циклов зарядки и разрядки, эквивалент трем годам использования, сохранив после этого около 80 % емкости.
«Существует множество причин, по которым мы хотим уйти от использования кобальта в процессе улучшения литий-ионных батарей, — сказал профессор Ацуо Ямада. — Для нас эта проблема техническая, но имеет природоохранный, экономический, социальный и технологический эффект. Мы рады сообщить о появлении новой альтернативы кобальту, в которой применяется новое сочетание элементов в электродах, включая литий, никель, марганец, кремний и кислород — намного более распространенные и менее проблематичные для производства и работы элементы».
