До 560 Вт•ч/кг
Институт Гельмгольца в Ульме (Германия) разработал инновационную литий-металлическую батарею для электромобилей. Удельная плотность хранения энергии у новой батареи вдвое выше, чем у привычных литий-ионных аккумуляторов, сообщается на сайте Технологического института в Карлсруэ.
Исследователи из Института Гельмгольца в Ульме (HIU), основанного Технологическим институтом Карлсруэ (KIT) в сотрудничестве с Университетом Ульма, разработали новую литий-металлическую батарею с чрезвычайно высокой плотностью энергии – до 560 Вт•ч/кг.
Для сравнения: хорошо известные нам литий-ионные аккумуляторы обладают ёмкостью в 285, твердотельные — в 400–500 ватт-часов на килограмм.
Команда инженеров использовала многообещающую комбинацию катода и электролита: богатый никелем катод позволяет хранить большое количество энергии на единицу массы, в то время как ионно-жидкий электролит гарантирует, что емкость в значительной степени сохраняется в течение многих циклов зарядки.
Литий-металлические батареи более привлекательны, как решение для хранения энергии с большей емкостью, чем современные литий-ионные батареи, однако их стабильность представляет собой проблему, поскольку материалы электродов вступают в реакцию с обычными электролитными системами.
Слоистый катод с низким содержанием кобальта и высоким содержанием никеля обеспечивает высокую плотность энергии. Однако для коммерчески доступного органического электролита такая низкая стабильность неприемлема. Поэтому исследователи вместо этого использовали нелетучий негорючий ионный жидкий электролит с двумя анионами.
С помощью ионно-жидкого электролита можно в значительной степени избежать структурных изменений в обогащенном никелем катоде; 88% емкости аккумулятора сохраняется за 1000 циклов зарядки.
Литий-металлический аккумулятор с новыми компонентами изначально имеет емкость в 214 мАч•ч. КПД новой батареи составляет в среднем 99,94%. Но до серийного производства новой разработки еще очень далеко. Батарее предстоит пройти большой цикл ресурсных испытаний в различных условиях эксплуатации.
Напомним, ранее американская компания-производитель электромобилей Tesla заявила, что имеет возможность восстановить примерно 92% материалов аккумуляторных батарей благодаря постоянным совершенствованием процесса переработки.
