Новое исследование батарей может «утроить дальность» электрических автомобилей

Ученые создали чрезвычайно тонкий защитный слой для защиты ячейки

Исследователи Университета Ватерлоо в Онтарио разработали новую технику проектирования батарей, которая может увеличить расстояние, которое электрические автомобили могут проехать на одном заряде, почти в три раза.

«Это будет означать дешевые, безопасные, долговечные батареи, которые дадут людям гораздо больше дальности в их электрических автомобилях», — сказал Цюаньцюань Панг, который возглавлял исследование, будучи аспирантом в Ватерлоо.

Разработка связана с использованием отрицательных электродов из литиевого металла, материала, который имеет потенциал радикально увеличить емкость хранения батарей. Это улучшение может увеличить расстояние поездки батареи электрического автомобиля с 200 км до 600 км, по оценкам исследователей.

Однако разработка этой технологии столкнулась с двумя проблемами. Во-первых, микроскопические структурные изменения литиевого металла из-за повторных циклов заряд-разряд, которые могут привести к пожару или взрыву. Во-вторых, это связано с реакцией, которая создает коррозию, что может снизить эффективность батареи и ее долговечность.

Чтобы решить эти две проблемы, исследовательская группа добавила химическое соединение, содержащее элементы фосфора и серы, в электролитическую жидкость в батарее, которая переносит электрический заряд. По мере работы батареи это соединение реагирует с электродом из литиевого металла, создавая чрезвычайно тонкий защитный слой на электродах. Этот слой значительно снижает реакции, делая батарею более эффективной и безопасной для работы в течение более длительного времени, что было недостижимо в прошлом.

«Мы хотели простой, масштабируемый способ защиты литиевого металла. С этим решением мы просто добавляем соединение, и оно работает само по себе», — сказал Панг.

Разработка была описана в статье « An In Vivo Formed Solid Electrolyte Surface Layer Enables Stable Plating of Li Metal (PDF)» в энергетическом журнале Joule.

Источник: Science Daily