Найден способ повышения срока службы литий-ионных аккумуляторов

Сотрудники Японского передового института науки и технологий сумели повысить долговечность литий-ионных аккумуляторов, применив новый тип связующих материалов. Результаты исследования появились в журнале ACS Applied Energy Materials.

Известно, что спустя два года активного использования, аккумуляторы смартфонов начинают быстрее разряжаться. Это связано с работой множества движущихся частей внутри аккумулятора. Для защиты графитового анода применяются специальные связующие материалы, изготавливаемые из поливинилиденфторида (ПВДФ).

Авторы нового исследования заменили этот материал на сополимер бис-имино-аценафтенхинон-парафенилен (ВР). Он был протестирован в качестве составляющей части экспериментальных полуэлементных батарей. Ученые выявили ряд улучшений в производительности, в том числе за счет сохранения емкости аккумулятора в течение множества циклов перезарядки.

В то время как полуэлемент, использующий PVDF в качестве связующего, показал только 65% своей первоначальной емкости после примерно 500 циклов заряда-разряда, новый полуэлемент с сополимером BP в качестве связующего, демонстрирует сохранность емкости на 95% после более чем 1700 таких циклов,

Нориеси Мацуми, профессор, руководитель исследования.

Ученые отметили, что этот результат демонстрирует лучшую механическую стабильность, а также сцепление с анодом батареи и токоприемником. Срок службы аккумуляторов с BP увеличивается за счет того, что этот материал не так легко реагирует на электролиты. Спустя 1700 циклов зарядки, микроскопические изображения связующего элемента позволили обнаружить только небольшие трещины, по сравнению со связующим PVDF, на которым были замечены более серьезные повреждения спустя всего 500 циклов зарядки. Команда выразила надежду на то, что спустя некоторое время новые аккумуляторы станут частью смартфонов, электрокаров, а также некоторых искусственных органов.