В современных литий-ионных батареях аноды изготавливают из графита, материала, который обеспечивает неплохую стабильность циклов заряда/разряда. Но что касается емкости, то тут графитовые аноды оставляют желать лучшего, поэтому ученые из Аргоннской национальной лаборатории обратились к свинцу.

Этот материал давно применяется в свинцово-кислотных аккумуляторах, разработаны устоявшаяся логистика и процесс переработки. В сочетании с низкой ценой и высокой доступностью это делает свинец привлекательным кандидатом на роль анода, пишет New Atlas.

Исследователи начали разработку с крупных частиц оксида свинца, которые они соединили с углеродным порошком и хорошенько перемешали. Так у них получились микроскопические частицы, заключенные в углеродную матрицу и покрытие тонкой оболочкой из оксида свинца.

Новый анодный материал был испытан в лабораторных условиях. Он показал в два раза большую емкость, по сравнению с графитом, после 100 циклов, и в течение всего этого времени демонстрировал идеально высокую стабильность. Кроме того, ученые доказали возможность повышения его производительности путем добавления в раствор электролита карбоната фторэтилена.

«Наше открытие заставляет усомниться в современном понимании этого типа электродов, — заявил Кристофер Джонсон, глава проекта. — Также наши результаты позволяют разработать дешевые, производительные аноды для транспорта и стационарного хранения энергии, например, для резервного хранения энергии в электросетях».

Американский стартап Group14 Technologies предлагает другую замену графитовым анодам в литий-ионных батареях — композитную смесь из кремния и углерода. По заявлениям стартапа, такое решение значительно снизит стоимость производства аккумуляторов и увеличит их удельную мощность в 1,5 раза.