Ученые из НИТУ «МИСиС» совместно с зарубежными коллегами нашли способ увеличить емкость и продлить срок службы литий-ионных батарей. Синтезированный ими новый наноматериал сможет заменить низкоэффективный графит, применяемый сегодня в подобных батареях. Результаты исследования опубликованы в Journal of Alloys and Compounds.
«Полученные нами пористые наноструктурные микросферы состава Cu0,4Zn0,6Fe2O4 в качестве материала анода обеспечивают емкость втрое выше, чем у существующих на рынке батарей, при этом позволяя увеличить число циклов зарядки-разрядки в 5 раз по сравнению с другими перспективными альтернативами графиту. Такое улучшение достигается за счет синергетического эффекта при сочетании особой наноструктуры и состава использованных элементов», — рассказал соавтор работы, ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» Евгений Колесников.
Литий-ионные батареи — наиболее распространенные аккумуляторы бытовых приборов от смартфонов до электромобилей. Цикл зарядки-разрядки в них обеспечивается движением ионов лития между анодом и катодом. Емкость батарей ограничена свойствами графита — одного из основных анодных материалов. Ученым удалось получить новый материал для анодов, способный обеспечить серьезный прирост емкости и продлить время службы батареи.
Синтез материала происходит в одну стадию, без промежуточных этапов благодаря использованию метода спрей-пиролиза. Для этого водный раствор с ионами нужных металлов превращают в пар при помощи ультразвука, а затем воду при температурах до 1200 °С выпаривают с разложением исходных солей металлов. В результате получаются сферы микронных или субмикронных размеров с пористостью, необходимой для работы в литий-ионной системе. В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить поиски новых более эффективных составов аккумуляторных электродов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
