Акумуляторний прорив. У США показали батарею нового типу

Дослідники створили одну з кращих натрій-іонних батарей, яка містить стільки ж енергії, скільки звична нам літій-іонна.

Більш того, вона працює так само, як деякі комерційні літій-іонні батареї. За словами команди з Національної лабораторії ім. Лоуренса в Берклі, це «серйозна розробка» в області досліджень натрієво-іонних батарей.

«Основна проблема полягає в тому, щоб батарея мала як високу щільність енергії, так і тривалий термін служби», — говорить інженер з матеріалами Джунхуа Сонг з Національної лабораторії ім. Лоуренса в Берклі.

В даний час літій-іонні акумулятори мають перевагу перед іонно-натрієвими: вони працюють довше і містять більше енергії. Одна з причин полягає в тому, що велика кількість потенційних матеріалів, використовуваних для катода — тієї частини батареї, яка приймає поточні електрони, — призводить до руйнівного накопичення неактивних кристалів натрію, що в кінцевому підсумку призводить до загибелі при передачі енергії.

Щоб обійти це, вчені спеціально сконструювали шаруватий металоксидний катод і розробили рідкий електроліт, який містив додаткові іони натрію. Це призвело до більш солоної суміші всередині батареї, кращій взаємодії з катодом і відсутності збору кристалів натрію.

Протягом 1000 циклів нова Na-іонна батарея все ще зберігає понад 80 відсотків свого заряду — цього поки недостатньо, щоб пробитися в ваш смартфон, але це величезний крок вперед для альтернативної технології батарей, яка обіцяє більше досягнення в майбутньому.

«Наше дослідження виявило істотну кореляцію між еволюцією катодної структури і взаємодією поверхні з електролітом. Це найкращі результати, що коли-небудь повідомлялися для натрій-іонної батареї з шаруватим катодом, що показують, що це життєздатна технологія, порівнянна з літій-іонною батареєю», — говорить матеріалознавець Юе Лін з Університету штату Вашингтон (WSU).

Незважаючи на те, що в даний час літій-іон домінує на ринку телефонів, ноутбуків і електромобілів, у нього є свої слабкі сторони — не в останню чергу дорогі джерела літію. Але, якщо нам знадобиться більше таких батарей, треба мати альтернативу.

«Ця робота прокладає шлях до практичних натрієво-іонних батарей, і фундаментальне розуміння, яке ми отримали про катодно-електролітну взаємодію, проливає світло на те, як ми могли б розробляти майбутні безкобальтові або низько-кобальтові катодні матеріали в натрієво-іонних батареях, а також в інших видах батарей», — підкреслив Сонг.