Пятница, 21 июля 2017 года
Выбор читателей

Ученые создали материал, способный ускорить зарядку аккумуляторов

Реклама

Международной группе ученых при участии химиков из Московского государственного университета им. Ломоносова удалось создать катодный материал для литий-ионных аккумуляторов нового типа, который обладает высокой скоростью заряда, при этом сохраняется более 75% от начальной емкости. Об этом сообщают в пресс-службе МГУ.

Ученые из РФ вместе с коллегами из России и Бельгии создавали новый высокомощный катодный материал, который основывается на солях переходных материалов — фторидофосфатах ванадия и калия.

Отмечается, что ученые смогли обеспечить стабилизацию уникального кристаллического каркаса, который обеспечивает быстроту транспорта ионов лития за счет большой протяженности полостей и каналов.

Катодный материал, который предложили исследователи, показал высокую скорость заряда и разряда, при этом сохранялось более 75% от начальной удельной емкости.

Основной элемент литий-ионного аккумулятора, ограничивающий его энергоемкость, – это материал, из которого сделан его катод. Для большинства из них максимум энергоемкости уже достигнут. В связи с этим ученые и инженеры активно ищут новые катодные материалы, способные заряжаться на полную емкость за минуты,  работать при больших плотностях тока, и запасать больше энергии, чем это возможно сейчас.

Один из наиболее перспективных классов катодных материалов для нового поколения литий-ионных аккумуляторов – это фторидофосфаты переходных металлов.

Работа, выполненная коллективом научных сотрудников химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с российскими и бельгийскими коллегами посвящена созданию нового высокомощного катодного материала на основе фторидофосфата ванадия и калия для литий-ионных аккумуляторов. Результаты работы опубликованы в журнале Chemistry of Materials (текущий импакт-фактор – 8.354).

«В основе работы лежит достаточно простая идея о геометрическом и кристаллохимическом соответствии катионной и анионной подрешеток», – комментирует Станислав Федотов, младший научный сотрудник кафедры электрохимии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и один из авторов работы.

Ученым удалось стабилизировать уникальный кристаллический каркас, обеспечивающий быстрый транспорт ионов лития за счет обширных протяженных полостей и каналов. Как следствие, предложенный катодный материал продемонстрировал высокие скорости заряда и разряда (вплоть до 90 секунд) с сохранением более 75% от первоначальной удельной емкости. После оптимизации морфологии и состава материал сможет составить серьезную конкуренцию известным коммерциализированным высокомощным катодным материалам, таким как NaSICON.

По словам авторов исследования, результаты текущей работы не только открывают широкий простор для поиска и последующего синтеза новых катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, но и являются серьезным стимулом к активной разработке нового типа аккумуляторов, в которых в роли подвижного иона (носителя заряда) будет выступать не ион лития, а ион калия.

«Предполагается, что такие аккумуляторы не только обеспечат высокие энергетические показатели, но и станут крайне привлекательными с экономической точки зрения за счет существенного уменьшения стоимости при замене дорогостоящих литийсодержащих компонентов на более доступные и дешевые калийсодержащие аналоги», – рассказывает Станислав Федотов.

*

Комментарий: