Важный элемент литий-ионного аккумулятора — защитный слой на отрицательном электроде, который формируется в результате разложения электролита. В западной литературе его называют solid electrolyte interphase (SEI). Эта пассивирующая пленка сообщает достаточно сопротивления, чтобы ограничить разложение электролита.

Однако в процессе использования аккумулятора она растет, что приводит к снижению емкости батареи и повышению сопротивляемости, пишет ZME Science.

Со временем на литиевом электроде нарастают игольчатые дендриты, которые снижают производительность аккумулятора и его безопасность.

Чтобы обойти это препятствие, американским инженерам пришлось разработать новый SEI — реактивный полимерный композит из литиевой соли, наночастиц фторида лития и листов оксида графена. Многочисленные слои этого полимера вцепляются в поверхность металлического лития, словно когти, так что он не вступает в реакцию с молекулами электролита.

Кроме того, реактивный полимер уменьшает вес и затраты на производство батарей.

«При наличии более стабильного стоя SEI можно удвоить плотность энергии современных аккумуляторов, увеличить их срок службы и надежность», — убежден профессор Ван Дунхай, руководивший проектом.

Шаг к созданию нового поколения литий-ионных батарей на основе кремния сделали недавно канадские химики. Если придать наночастицам кремния форму трубок или проволоки, они не будут трескаться после многочисленных циклов зарядки/разрядки.