Сфера использования литиевых аккумуляторов без кобальта в электродах обещает быстро расширяться. Например, Илон Маск заявил о будущем переводе массовых электромобилей на аккумуляторы с электродами из литий-железа фосфата (LiFePO4). Это сравнительно недорогое соединение, но не лишённое недостатков, в частности, ограничивающее токи заряда и разряда, что ведёт к сокращению циклов, мощности и скорости заряда. Но с этим как раз и помогут учёные из Сколтеха.
просмотр изображений доступен только зарегистрированным пользователям
Пример LiFePO4 аккумулятора
«Учёные из Центра энергетических технологий Сколтеха зарегистрировали патент, который описывает способ создания высокоэффективного проводящего покрытия для электродных материалов металл-ионного аккумулятора посредством карбонизации полиакрилонитрила (ПАН). Покрытие имеет уникальные характеристики: высокую степень графитизации, равномерность и однородность нанесения, наноразмерную толщину (менее 5 нм), что позволяет существенно увеличить электронную проводимость электродных материалов и количество рабочих циклов заряда/разряда, особенно при высоких скоростях заряда/разряда».
Фосфат литий-железа LiFePO4 крайне интересен производителям литиевых аккумуляторов для электромобилей, поскольку несёт с собой низкую стоимость производства, доступность, безопасность и надежность в работе. В то же время это соединение имеет ключевую проблему, а именно — характеризуется низкой электронной проводимостью. Это существенно снижает электрохимические и эксплуатационные характеристики при высоких плотностях тока заряда/разряда.
Улучшить электропроводность поверхности электродов (анодов и катодов) можно с помощью нанесения электропроводного слоя. Обычно это делается таким образом: в нейтральной газовой среде сжигаются углеродсодержащие вещества. Но в этом есть сложность — тяжело добиться равномерного осаждения продуктов пиролиза на поверхность электродов.
Изобретением российских учёных стало «создание экономически привлекательного равномерного проводящего углеродного покрытия контролируемой толщины на поверхности частиц электродных материалов». Открытие приведёт к появлению в России высокомощных и высокоэнергоёмких металл-ионных аккумуляторов. А поскольку технология доступна для лицензирования, она может появиться во многих местах мира и сделать аккумуляторы ещё лучше.
Источник:
Сколтех
