Важнейшей предпосылкой для широкого внедрения электромобилей (EV) является улучшение характеристик литий-ионных аккумуляторов с точки зрения запаса хода и безопасности. Быстрая зарядка также важна для удобства пользователя. Однако увеличение плотности энергии литий-ионных аккумуляторов требует более толстых электродов, что может привести к ухудшению характеристик аккумулятора во время быстрой зарядки.
Чтобы решить эту проблему, команда экспертов нашла решение, частично покрыв поверхность анода литий-ионной батареи частицами оксида алюминия (Al2O3) размером менее 1 микрометра (㎛). В то время как многие исследователи во всём мире сосредоточились на материалах внутри электрода, например, на внедрении функциональных нанотехнологий в анодные материалы, такие как графит, учёные применили простой метод обработки, чтобы покрыть поверхность электрода оксидом алюминия.
Исследователи обнаружили, что частицы оксида алюминия эффективно контролируют границу раздела между анодом и электролитом в литий-ионных батареях, образуя межфазную магистраль для эффективного транспорта Li+. Это предотвращает электроосаждение лития (необратимое изменение, которое делает литий недоступным для дополнительной зарядки и разрядки) во время быстрой зарядки, тем самым обеспечивая стабильность и срок службы литий-ионного аккумулятора во время зарядки и разрядки.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Фото: flickr. com/Kārlis Dambrāns (Creative Commons Attribution 2.0 Generic license)