Разработана новая аккумуляторная технология с решением проблемы падения напряжения

Группа исследователей под руководством Городского университета Гонконга (CityU) заявляет о решающем прорыве в аккумуляторных технологиях. Учёные говорят о том, что достигли серьёзного положительного сдвига для энергетического будущего человечества. По их мнению, новая разработка решает давнюю проблему падения напряжения аккумуляторов и может существенно увеличить ёмкость хранения энергии.

Профессора Рен Ян (заведующий кафедрой физики в PHY) и Лю Ци (PHY) со своей командой решили данную проблему. Им удалось раскрыть потенциал катодных материалов LMR. В ходе исследования они стабилизировали уникальную сотовую структуру катодного материала. В результате им удалось получить более эффективный и долговечный аккумулятор. Пока коммерческое применение этой разработки под вопросом, но результаты работы точно изменят способ питания электронных устройств и выведут разработку катодных материалов на новый уровень. Результаты работы учёные опубликовали под названием «Слоистый оксидный катод, богатый литием, с незначительным спадом напряжения» в этой статье.

Инновационный подход команды исследователей заключался в стабилизации сотовой структуры на атомном уровне. Они включили дополнительные ионы переходных металлов в материал катода. Это привело к укреплению сотовой структуры, а в результате им удалось добиться незначительного падения напряжения аккумулятора, которое составляет всего 0,02 мВ за цикл. На самом деле, это первые сообщения о катодном материале LMR с таким низким уровнем падения напряжения.

Благодаря проведённым измерениям и расчётам на атомном уровне исследователи обнаружили, что межслоевые ионы переходных металлов выступают в качестве «крыши» над или под сотовой структурой. Благодаря этому предотвращается миграция катионов и поддерживается стабильность. Сотовая структура оставалась без повреждений даже при высоких напряжениях отключения, а также во время циклического использования, что обеспечило структурную целостность аккумуляторов.

Профессор Лю  отметил, что их работа решила проблему падения напряжения на катодах LMR. Ёмкость этого вида катодов почти в два раза больше, чем у широко используемых на сегодняшний день катодных материалов. Поэтому при их использовании можно создавать более мощные и устойчивые аккумуляторные решения. Учёные считают, что их разработка имеет большой потенциал для применения в различных сферах. Особенно это касается портативной электроники и электромобилей. На следующем шаге работ в этом направлении предполагается расширение производственного процесса до крупномасштабного выпуска аккумуляторов с данной технологией.