Ученые из Пекинского университета и Института технологии материалов и инженерии Нинбо (NIMTE) при Академии наук КНР смогли разработать основу полностью твердотельных литиевых батарей с высокой плотностью энергии – эластичные композитные электролиты. Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

«Плотность энергии полностью твердотельных литиевых батарей на уровне ячейки сильно зависит от толщины электролитических материалов, а тонкие пленки неорганических твердых электролитов обычно имеют толстую и жесткую природу», – пояснил Сяин Яо, профессор NIMTE и один из ведущих авторов нового исследования.

По его словам, новые композитные электролиты на основе полимера и керамических элементов из минерала граната могут существенно решить вышеупомянутые проблемы. Подобные решения ранее уже применялись, поскольку сочетают в себе преимущества гибкости полимерного компонента и превосходную электрохимическую стабильность, механическую прочность и термостойкость неорганических электролитов.

«Однако из-за низкой прочности полимерного компонента твердый электролит на основе полимера в керамике из минерала граната обычно демонстрирует хрупкое разрушение за счет уменьшения их толщины при высоком содержании неорганических веществ. Кроме того, традиционные полимерно-керамические твердые электролиты на основе граната часто получают методом литья суспензий, который включает испарение массивных вредных растворителей и, как правило, подвергается осаждению агломерированных неорганических частиц в процессе приготовления», – отметил Яо.

Теперь он и его исследовательская группа разработали гибкий твердый электролит на основе структуры Li6,4La3Zr1,4Ta0,6O12 (LLZTO) с содержанием LLZTO 90% с помощью техпроцесса без применения растворителя. Полученная пленка на основе LLZTO толщиной 20 мкм продемонстрировала в тестах сверхвысокую ионную проводимость 41,21 мСм (миллисименс) при 30 °C, превосходные устойчивость к окислению и термическую стабильность, а также негорючесть.

Более того, симметричная литий-ионная аккумуляторная ячейка с LLZTO показала, что может стабильно циклировать более 2000 часов при низком перенапряжении и при температуре внешней среды в 60 °C.

«Подтверждена возможность использования пленки на основе LLZTO в полностью твердотельном литий-металлическом аккумуляторе. Собранный пакетный элемент Li||LiFePO 4 со встроенным интерфейсом электролит/катод демонстрирует превосходные характеристики по скорости и циклам с сохранением емкости 71,4%», – дополнил Яо, и заключил, что представленная ультратонкая пленка на основе LLZTO имеет большой потенциал для практического применения в полностью твердотельных литиевых батареях, что сделает их намного более безопасными.

Вам может понравиться

Украинские военные используют сеть Starlink для личных целей

Спутниковая сеть Starlink американской компании Space X военными ВСУ используется не только для выполнения боевых задач, но и в личных целях. Об этом рассказал украинский военнопленный Сергей Лазаренко. Его слова

Catalysts: российские ученые разработали новый способ производства катализаторов

Группа ученых из Южного Федерального Университета (ЮФУ) смогла разработать совершенно новый метод для производства автомобильных катализаторов, которые применяются для улучшения передовых экологических норм современных двигателей. Исследователи уверяют, что им удалось

Newsweek: Китай назвал США главной ядерной угрозой миру в ответ на доклад Пентагона

Официальный представитель КНР опроверг утверждения Пентагона в его новом отчете об «угрозе растущего ядерного потенциала» Народно-освободительной армии Китая (НОАК), и заявил, что именно Соединенные Штаты, а не Китай, разжигают ядерную