Австралийско-японская команда протестировала в твердотельной батарее новый электродный материал с "беспрецедентной стабильностью", который может впоследствии привести к созданию электронных автомобилей, способных заряжаться за считанные минуты.
Одной из проблем даже современных батарей является потеря из-за химического износа производительности и емкости. Именно по этой причине после двух-трех лет частого использования заметно сокращается автономность работы смартфонов. Этот износ становится со временем заметен и в электромобилях. Новое открытие австралийских и японских исследователей дает основания надеяться, что в будущем эта проблема будет решена.
Ученые протестировали в качестве варианта катодов литийсодержащие оксиды ванадия с неупорядоченной структурой солевой решетки. В сочетании с оптимизированным электролитом они не только достигли высокой плотности энергии до 750 Вт-ч/кг (сегодняшние литий-ионные батареи в электронных автомобилях достигают около 120 Вт-ч/кг), но и значительной износостойкости.
Экспериментальная твердотельная батарея с электролитом на основе сульфита обеспечила плотность энергии 300 мАч/г., сохранив это значение после 400 циклов зарядки. Здесь также важны низкая усадка и расширение катода. Благодаря своим химическим свойствам, его объем остается примерно одинаковым в полностью заряженном и разряженном состоянии. Нирадж Шарма, написавший статью о работе в соавторстве с Такухиро Миюки, вышедшую в Nature Materials, полагает:
Отсутствие потери емкости после 400 циклов зарядки свидетельствует о превосходных свойствах этого материала в сравнении с обычными твердотельными элементами, имеющими слоистую структуру.
Это открытие может радикально снизить стоимость батарей и привести к созданию передовых электромобилей. По словам руководителя исследования Наоаки Ябуучи, это изобретение открывает возможности для гораздо более быстрой зарядки: при наличии станций соответствующей мощности новые поколения электронных автомобилей можно будет заряжать за пять минут.
