Новая структура аккумуляторных батарей для повышения производительности

Новая структура катода должна сделать аккумуляторные батареи более энергоэффективными. (Проф. Зоргель, Университет Аалена)

Для перехода на возобновляемые источники энергии нужны более эффективные и надежные аккумуляторы, поэтому активно ведутся исследования материалов для создания долговечных аккумуляторов большой емкости. В Университете техники и экономики Аалена разработали новую структуру катода для батарей. Новая концепция подходит для литий-серных и литий-ионных аккумуляторов и позволяет повысить емкость, энергоэффективность, стабильность циклов и плотность энергии катодных покрытий.

Профессор Тимо Зоргель, Зениц Зоргель и Сандра Майнхард разработали концепцию, применение которой подойдет и для литий-серных, и для литий-ионных батарей. При этом затраты на производство новых катодов ниже, чем на изготовление обычных катодов.

Обычно если электрохимически активный материал катода обладает относительно низкой собственной проводимостью, то дополнительно изготавливается многокомпонентная смесь. Например, добавляются частицы углерода для повышения проводимости, которые также являются связующим материалом. Затем смесь заносится собственно в аккумулятор, который отводит электроны во внешнюю цепь.

Новый связующий материал позволит повысить производительность

Добавки связующего материала и проводящих частиц не только дорого обходятся, но и ограничивают плотность энергии катода, поскольку связующие и проводящие материалы занимают объем активного вещества. Еще одной проблемой является достаточно высокое электрическое сопротивление на границе поверхностей проводящих материалов катода.

Трое исследователей предложили новую концепцию катода на основе нового связующего материала, который позволит устранить такую конструкционную и вещественную несогласованность между аккумулятором и материалами катода. Материал катода может наноситься на одном этапе производства или на ленточном конвейере для нанесения покрытий. Благодаря такому процессу изготовления можно значительно увеличить долю активного материала в катоде, поскольку добавление проводящих и связующих частиц становится лишним.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?