Исследователи Дальневосточного федерального университета совместно с российскими и зарубежными коллегами нашли способ значительно улучшить литий‑ионные аккумуляторы, используемые в смартфонах, ноутбуках и электромобилях.
Как сообщили ТАСС в Минобрнауки России, им удалось в два раза увеличить ёмкость катодного материала и при этом полностью сохранить его ресурс после многократных циклов зарядки и разрядки.
Один из самых перспективных материалов для катодов — фосфат ванадия лития. Он обладает высокой теоретической ёмкостью и безопасен в использовании, но очень плохо проводит электрический ток. Из‑за этого аккумуляторы на его основе не могут быстро отдавать энергию и быстро теряют ёмкость.
Чтобы решить эту проблему, учёные синтезировали материал с добавлением углеродного покрытия, используя обычную лимонную кислоту как источник углерода. Исходную смесь нагревали в печи в атмосфере аргона при разных температурах — от 700 до 1000 градусов Цельсия — с разным количеством углеродной добавки. При нагреве до 900 градусов кристаллы материала становятся идеально упорядоченными, а углерод образует тонкую защитную оболочку вокруг каждой частицы. Эта оболочка выполняет две важные задачи: отлично проводит электричество и защищает материал от агрессивного воздействия электролита.
Один из авторов исследования, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории ядерных технологий ДВФУ Олег Шичалин отметил, что обычно при попытке улучшить один параметр батареи страдает другой. В данном случае удалось добиться и удвоения ёмкости, и стопроцентного сохранения ресурса после 25 циклов.
Над исследованием также работали учёные из Сахалинского государственного университета, Дальневосточного геологического института Дальневосточного отделения Российской академии наук, Московского центра перспективных исследований, Пермского национального исследовательского политехнического университета, центра перспективных технологий XPANCEO (Дубай) и Кольского научного центра Российской академии наук.
