Разработанные российскими учеными силикатные нанотрубки повысят прочность и долговечность литий-ионных аккумуляторов.
Исследователи из Санкт-Петербурга создали новаторский органо-неорганический сепаратор на основе силикатных нанотрубок, который способен повысить эксплуатационные характеристики и срок службы литий-ионных аккумуляторов — основных источников энергии для мобильных устройств, электроинструментов, электромобилей и космической техники.
Традиционные сепараторы, разделяющие катод и анод в батарее, производятся из пористых полимеров, таких как полиэтилен или полипропилен. Однако при температурах свыше 120°C эти материалы подвержены термической усадке, что может вызывать дефекты и сбои в работе батарей. Кроме того, они плохо взаимодействуют с электролитом, что снижает ионную подвижность и ухудшает эффективность аккумуляторов.
Принцип работы силикатных нанотрубок
В новой разработке ученые модифицировали традиционный полимерный сепаратор, добавив покрытие из синтетического слоистого гидросиликата, который формируется в виде нанотрубок и наносвитков в ходе гидротермального синтеза. Это заметно улучшает смачиваемость электролита и механические свойства мембраны, уменьшая термическую усадку и увеличивая прочность компонента.
Благодаря такой структуре ионы лития легче перемещаются через сепаратор, что выравнивает поток ионов и уменьшает вероятность формирования литиевых дендритов — накоплений металла на аноде, которые могут привести к коротким замыканиям и преждевременному износу батареи.
