Ученые из Университета штата Вашингтон создали натриево-ионную батарею с емкостью, сравнимой с литий-ионными батареями. Батарея способна выдерживать сотни циклов перезарядки без существенной потери емкости.
Работа ученых описана в журнале ACS Energy Letters.
Литий-ионные аккумуляторы используются повсеместно — например, в сотовых телефонах, ноутбуках и электромобилях. Однако для их производства требуются дорогие и редкие материалы, такие как литий и кобальт.
По мере роста спроса на электромобили и хранение электроэнергии эти материалы будут становиться труднодоступнее — поэтому литиевые батареи в нынешнем виде представляют собой проблему для удовлетворения растущего спроса на накопители энергии.
Натриево-ионные батареи, изготовленные из дешевого, доступного и устойчивого натрия, могут стать хорошим кандидатом на замену литий-ионным. Однако пока их емкость сильно ниже, чем у литий-ионных батарей.
Кроме того, до сих пор у натриевых батарей были серьезные проблемы с перезарядкой — они существенно теряют емкость уже после нескольких циклов. В новой работе исследователи нашли решение этой проблемы.
Созданная учеными батарея имеет емкость, сравнимую с литий-ионными батареями, и способна выдерживать сотни циклов перезарядки без существенной потери емкости. В частности после 1 000 циклов перезарядки она сохранила 80% емкости.
«Наша работа прокладывает путь к практичным натриево-ионным батареям, а фундаментальное понимание, которое мы получили о катодно-электролитном взаимодействии, проливает свет на то, как мы могли бы разрабатывать будущие элементы питания без кобальта или с низким содержанием этого металла», — отметил ведущий автор исследования Джунхуа Сонг.
