Иновация при батериите увеличава пробега на електромобилите с 25% (снимка: CC0 Public Domain)
Учени, които се занимават с често използвани материали за батерии, са измислили начин да променят техните микроструктури, за да подобрят енергийната плътност. Според изнесените резултати, това ще означава електрически превозни средства, които могат да пътуват с 25% по-далеч с едно зареждане. Изследователите твърдят, че по-нататъшните им експерименти могат да увеличат производителността още повече.
Постижението е дело на екип от Института за наука и технологии Сколково и се фокусира върху един от двата електрода на батерията, наречен катод. В много литиево-йонни батерии този електрод е направен от наслоени оксиди на преходни метали, които са богати на никел и се състоят от частици с форма на октаедър.
Това означава, че когато две от тези частици се съберат, неизбежно има празни пространства по границите, тъй като те не си пасват плътно. Учените обаче са успели да променят конфигурацията чрез промяна на процедурата за синтез, наред с внимателно интегриране на инертна сол. По думите им, резултатът е „монокристален NMC със сферични частици“, а сферичната частица позволява по-голяма плътност в сравнение с октаедъра.
Според екипа, този нов катоден материал предлага увеличение на енергийната плътност до 25%. Учените подозират, че и повече енергия може да бъде събрана в същия обем чрез по-нататъшно усъвършенстване на размера на частиците, може би чрез смесване на по-малки и по-големи, за да се увеличи допълнително плътността на катода.
Друга полезна характеристика на новия дизайн е това, че сферичните частици минимизират повърхностния контакт с електролита на батерията, забавяйки разграждането на катода.
„Катодните материали са важно предизвикателство, що се отнася до батериите за електрически превозни средства“, каза главният изследовател професор Артем Абакумов. „Катодите в батериите, захранващи електрически автомобили, обикновено използват наслоени оксиди на преходни метали, включително богати на никел. Ние подобрихме два често използвани материала от този вид, постигайки 10%-25% увеличение на енергийната плътност”.
По неговите думи, това означава по-малки катоди, по-компактни батерии и следователно по-голям капацитет за съхранение на енергия при същия обем. Като допълнителен бонус, материалът се разваля по-бавно, твърди проф. Абакумов.