«Просто добавь воды»: ученые смогли продлить срок службы литиевых батарей на 750%

Команда корейских ученых смогла значительно увеличить срок службы литий-металлических батарей, разработав защитный слой из полых нановолокон, в котором используется гуаровая камедь и вода вместо токсичных материалов. С помощью этого слоя батареи смогли работать на 750% дольше, а их начальная емкость сохранилась на уровне более 93% после 300 циклов зарядки-разрядки.

Литий-металл, который имеет много преимуществ по сравнению с литий-ионными аккумуляторами, часто не используется из-за его нестабильности. Проблемой является образование дендритов на поверхности металла во время зарядки, которые снижают производительность батареи и создают риск короткого замыкания и пожара. Обычные методы защиты неэффективны и зачастую неэкологичны.

Корейские ученые решили эту проблему, разработав защитный слой из полых нановолокон на основе гуаровой камеди и воды. Этот слой создает «дорожную карту» для ионов лития, которая контролирует их перемещение и препятствует образованию дендритов. Полые нановолокна стабилизируют взаимодействие между ионами лития и металлом, не позволяя ионам безладно накапливаться на поверхности.

Первые результаты исследования свидетельствуют о значительном увеличении срока службы батарей. Они работали на 750% дольше, чем обычные литий-металлические аккумуляторы, и сохранили более 93% начальной емкости после 300 циклов зарядки-разрядки. Еще один важный момент стоит отметить - этот защитный слой полностью разлагается в почве всего за месяц.

«Поскольку нагрузка на окружающую среду, вызванная производством и утилизацией аккумуляторов, становится актуальной проблемой из-за резкого роста спроса на аккумуляторы, этот метод производства на водной основе с свойствами биологического разложения во многом способствует коммерциализации экологически чистых аккумуляторов нового поколения», - объяснил профессор Иль-Ду Ким, один из инициаторов разработки.

Ранее ученые из Массачусетского технологического института также сделали прорыв в борьбе с пластиковым загрязнением, разработав методику производства биоразлагаемых микрочастиц пластика, которые могут быть использованы в моющих средствах и косметике.