Создано новое и более эффективное поколение аккумуляторов

Ученые из Корейского института электротехнологических исследований совместно с Национальным технологическим институтом Кумо и Университетом Инха представили новую разработку в сфере твердотельных аккумуляторов (SSB).

В опубликованной в журнале Joule статье исследователи описали создание анодных материалов на основе сплавов олова (Sn), которые демонстрируют высокую стабильность и эффективность в электрохимических процессах.

Твердотельные аккумуляторы считаются многообещающей альтернативой традиционным литий-ионным аккумуляторам, так как в них используется твердый электролит вместо жидкого, что уменьшает вероятность возгораний и взрывов. Тем не менее, для стабильной работы SSB во время зарядки и разрядки требуются более сложные технологии.

В качестве анодного материала исследователи предложили сплав олова (Sn), в частности FeSn2. Исследование механических характеристик показало, что FeSn2 уменьшает размеры частиц благодаря рекомбинационным процессам при циклах зарядки и разрядки, что способствует созданию плотного и однородного электрода.

Для проверки технологии команда разработала тестовый элемент SSB с анодом на основе FeSn2, катодом NCM622 и сульфидным твердым электролитом (Li6PS5CI). Эксперименты показали, что емкость устройства составила 15.54 мАч/см², что в 5 раз больше, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов.

Также были проведены тесты на высокоскоростную зарядку и разрядку в течение более 1000 циклов при трехминутных (плотность тока 20C) и шестиминутных (плотность тока 10C) режимах, после чего удалось сохранить емкость на уровне 70-80%.

Эта разработка открывает значительные перспективы для создания более безопасных и эффективных аккумуляторов, которые могут найти широкое применение в различных областях, таких как электромобили и портативные электронные устройства. Твердотельные аккумуляторы, благодаря своим улучшенным характеристикам безопасности и производительности, способны заменить традиционные литий-ионные батареи, что особенно актуально в условиях роста спроса на экологически чистые источники энергии и высокопроизводительные системы хранения.