Створено нове та ефективніше покоління акумуляторів

Вчені з Корейського інституту електротехнологічних досліджень спільно з Національним технологічним інститутом Кумо та Університетом Інха представили нову розробку у сфері твердотільних акумуляторів (SSB).

В опублікованій у журналі Joule статті дослідники описали створення анодних матеріалів на основі сплавів олова (Sn), які демонструють високу стабільність та ефективність в електрохімічних процесах.

Твердотільні акумулятори вважаються перспективною альтернативою традиційним літій-іонним акумуляторам, оскільки в них використовується твердий електроліт замість рідкого, що зменшує ймовірність спалахів і вибухів. Тим не менш, для стабільної роботи SSB під час заряджання та розрядки потрібні складніші технології.

Як анодний матеріал дослідники запропонували сплав олова (Sn), зокрема FeSn2. Дослідження механічних характеристик показало, що FeSn2 зменшує розміри частинок завдяки рекомбінаційним процесам при циклах зарядки та розрядки, що сприяє створенню щільного та однорідного електрода.

Для перевірки технології команда розробила тестовий елемент SSB з анодом на основі FeSn2, катодом NCM622 та твердим сульфідним електролітом (Li6PS5CI). Експерименти показали, що ємність пристрою склала 15.54 мАг/см², що в 5 разів більше, ніж у звичайних літій-іонних акумуляторів.

Також були проведені тести на високошвидкісну зарядку та розрядку протягом більше 1000 циклів при трихвилинних (щільність струму 20C) та шестихвилинних (щільність струму 10C) режимах, після чого вдалося зберегти ємність на рівні 70-80%.

Ця розробка відкриває значні перспективи створення більш безпечних і ефективних акумуляторів, які можуть знайти широке застосування в різних областях, таких як електромобілі та портативні електронні пристрої. Твердотілі акумулятори, завдяки своїм покращеним характеристикам безпеки та продуктивності, здатні замінити традиційні літій-іонні батареї, що особливо актуально в умовах зростання попиту на екологічно чисті джерела енергії та високопродуктивні системи зберігання.