Новый метод создания анодов позволит ускорить зарядку промышленных батарей
Logo
Cover

Исследовав движение ионов лития между двумя электродами, ученые из Нидерландов пришли к созданию нового типа батареи, обещающей намного более быструю зарядку. В архитектуру включены особые каналы, которые обеспечивают более стремительный поток ионов. Разработка может найти применение в системах хранения энергии, полученной от солнечных или ветровых станций.

Исследователи из Университета Твенте сосредоточили внимание на относительно новом классе материалов — оксидах ниобия-вольфрама (NbWO), который считается многообещающим кандидатом на замену графита в качестве анода современных литий-ионных аккумуляторов, поскольку обеспечивает повышенную скорость движения ионов, пишет New Atlas.

В 2018 команда ученых из Кэмбриджа разработала и испытала батарею с крупными частицами NbWO, которые позволяли ионам лития двигаться в больших количествах и с большей свободой. Нидерландские исследователи пошли другим путем, уменьшив эти частицы до наномасштаба. Этого удалось добиться путем обжига NbWO в печи.

В ходе испытаний ученые обнаружили, что это частицы размером менее 100 нм значительно повышают динамику оксида ниобия-вольфрама. Одним из свойств этих наночастиц стала способность проводить ионы лития на границах. Более того, как предполагают исследователи, границы зерна Nb18W16O93 оказывают большое влияние на ускорение процесса литирования.

Как отмечают разработчики, такой тип источника питания не подойдет для легковых электромобилей, поскольку потребует слишком много батарей. Однако он может пригодиться в определенных обстоятельствах в энергосистемах, работающих с возобновляемыми источниками, когда пиковая нагрузка требует немедленной подачи энергии.

Анод, защищенный кремниевой пленкой, увеличивает скорость движения ионов в аккумуляторе. Это простое решение, предложенное компанией Enevate, позволяет заряжать аккумулятор электромобиля на 400 км за 5 минут и увеличивает средний запас хода электрокаров на 30%.