Органический катод безопасного натриево-ионного аккумулятора

Органический катод безопасного натриево-ионного аккумулятора

Твердотельные натриево-ионные АКБ позиционируются более безопасными конструкциями по сравнению с традиционными литиево-ионными батареями. Практика эксплуатации литиево-ионных аккумуляторов нередко сопровождается возгораниями и даже взрывами. При этом технические характеристики этого типа источников питания не дают никаких компенсаций относительно преимущества безопасности. И вот, исследовательская группа университета Хьюстона представила разработку органического катода, способного значительно улучшить свойства стабильности и плотности энергии.

Как обращали вспять резистивный интерфейс

Образование сопротивления интерфейса в процессе технологического цикла между электролитом и катодом, по словам изобретателей, допустимо обратить вспять. Соответственно, открывается путь к продлению времени цикла заряда/разряда, вследствие чего увеличивается долговечность батарей.

Гибкость структуры органического катода позволяет поддерживать надёжную связь на границе раздела с твёрдым электролитом, независимо от физических изменений катода в результате расширения и сжатия в процессе технологического цикла. Органический катод на основе «пирен-4,5,9,10-тетраон» демонстрирует явные преимущества относительно неорганических катодов. Но общие принципы видятся важными для любой структуры.

И вот, исследовательской группе впервые удалось обнаружить возможности изменения сопротивления интерфейса, образующегося между катодом и электролитом. Этот исследовательский результат обещает улучшить стабильность, нарастить рабочую цикличность. Обратимость интерфейса видится ключевым фактором достижения более высокого уровня плотности энергии без явного сокращения цикличности.

Как правило, способность твердотельной батареи к накоплению энергии затормаживается до полного прекращения именно по причине образования резистивного слоя катод-электролит. Обращение вспять этого сопротивления позволяет поддерживать высокую плотность энергии в батарее.

Мобилизация органического катода

Литиево-ионные аккумуляторы, наделённые жидкими электролитами, демонстрируют значительное накопление энергии. Этот вид аккумуляторов традиционно применяется в качестве источника питания в разных сферах современной жизни.

Однако высокие риски возгорания и даже взрыва таких конструкций усиливают интерес по отношению к другим видам батарей — тем же твердотельным натриево-ионным АКБ, конструкции которых обещают повышенный уровень безопасности и малые затраты.

Ключевой задачей для исследователей оставались поиски твёрдого электролита, обладающего проводимостью, аналогичной жидким электролитам литиево-ионных батарей. Однако после того как стали доступны хорошо проводящие твёрдые электролиты, проблемы переместились в область твёрдых поверхностей раздела.

И вот, наконец, учёным удалось мобилизовать органический катод, показавший способности надёжного контакта с интерфейсом. Согласно утверждениям исследователей, контакт остаётся устойчивым как минимум после прохождения 200 циклов.


При помощи информации: UH


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *