Литий-ионные батареи — многообещающие системы хранения энергии для электротранспорта. Однако автомобили требуют относительно высокой плотности энергии. А высокое рабочее напряжение нередко приводит к окислительной деструкции поверхности электрода, которая постепенно активирует различные побочные эффекты, пишет Phys.org.

Для того чтобы справиться с этой проблемой, команда Нобуюки Дзетцу, профессора Университета Шиншу в Нагано, изучила электрические и электрохимические свойства высоковольтных катодов. Они обратились к самособирающимся монослоям и применили сверхтонкое покрытие из флюороалкилмоносилана к поверхности катодов. Эта атомно тонкая разновидность кремния организует себя наиболее эффективным образом для проведения ионов лития и изоляции электронов.

Таким образом, прямой контакт катода и электролита был сведен к минимуму, а емкость батареи не снижалась даже после сотни циклов.

«Мы обнаружили, что покрытие поверхности активного материала самособирающимся монослоем обеспечивает эффективный транспорт электродов, одновременно подавляя побочные эффекты, возникающие при взаимодействии электрода и электролита, — говорит Дзетцу. — Покрытие обеспечивает повышение плотности энергии и количества циклов высоковольтных литий-ионных батарей».

Ученые планируют представить свою технологию на рынке к 2022 году в сотрудничестве с производителями автомобилей и аккумуляторов.

Втрое увеличили плотность энергии в литий-ионных батареях американские ученые. Для этого они разработали катодный материал на основе фторида железа (III) с увеличенной емкостью. В отличие от большинства аналогов, он способен переносить не один электрон, а несколько.