Ученые из Китая создали электролит, который способствует ускорению переноса заряда в литий-металлических батареях и позволяет безопасно заряжать их всего за 15 минут.
Исследователи из Университета науки и технологий Китая в сотрудничестве с другими научными учреждениями создали новый тип электролита, который способен значительно ускорить процесс зарядки литий-металлических аккумуляторов и повысить их безопасность. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Energy.
Литий-металлические батареи рассматриваются как многообещающая альтернатива привычным литий-ионным аккумуляторам благодаря их более высокой плотности энергии и возможности функционировать в сложных условиях. Тем не менее, их широкое применение до сих пор ограничивается проблемами стабильности и безопасной быстрой зарядки.
Новый подход к переносу заряда
Основная проблема таких батарей заключается в медленном переносе заряда на границе электродов и электролита. Это может вызывать побочные химические реакции и образование дендритов лития — игольчатых структур, которые способны приводить к короткому замыканию или возгоранию.
Ученые предложили молекулярно модифицировать растворитель электролита, сформировав так называемый плоско-ориентированный электронный канал. Эта структура упорядочивает электронные пары и усиливает взаимодействие с ионами лития, что ускоряет электрохимические реакции и повышает их обратимость.
В ходе лабораторных испытаний аккумуляторные ячейки с литий-металлическим анодом смогли достигать полной зарядки приблизительно за 15 минут при высокой плотности мощности и сохранять стабильность работы.
Перспективы технологии
Авторы исследования подчеркивают, что предложенный метод производства электролитов может ускорить создание безопасных высокоэнергетических аккумуляторов для электромобилей и портативной электроники. Литий-металлические батареи находятся на начальной стадии коммерциализации, однако такие разработки приближают их практическое использование.
Фото: hi-tech.mail.ru