17 декабря исследователи из Оксфордского университета и Токийского научного университета опубликовали отдельные исследования, в которых подробно описываются достижения в области материалов для аккумуляторов. Команда из Токио показала, что натрий-ионные батареи с твердоуглеродными электродами могут заряжаться быстрее, чем обычные литий-ионные батареи. Оксфордские исследователи разработали электролиты, которые сохраняют ионную проводимость при переходе из жидкого состояния в твердое. Команда профессора Шиничи Комабы из Токийского научного университета использовала «метод разбавленного электрода» для оценки пределов зарядки твердого углерода. Этот подход смешивает твердые углеродные частицы с электрохимически неактивным оксидом алюминия, что предотвращает ионные пробки в плотных электродах во время быстрой зарядки. Циклическая вольтамперометрия и электрохимический анализ показали, что ионы натрия проходят через твердый углерод быстрее, чем ионы лития. Кажущийся коэффициент диффузии, свидетельствующий о подвижности ионов, в большинстве случаев оказался выше для натрия. «Наши результаты количественно демонстрируют, что скорость зарядки SIB с использованием HC-анода может достигать более высоких показателей, чем у LIB», — сказал Комаба. Исследование показало, что натрию требуется меньшая энергия активации для формирования псевдометаллических кластеров в нанопорах твердого углерода. Эта особенность делает введение натрия менее чувствительным к температуре. Исследование появилось в Химическая наука. В Оксфордском университете Пол МакГонигал и аспирантка Джульет Барклай создали электролиты на основе циклопропения. Эти материалы бросают вызов идее о том, что подвижность ионов резко падает при затвердевании жидкостей. Команда разработала молекулы в форме диска с гибкими боковыми цепями, которые при затвердевании самособираются в столбцы. Такое расположение распределяет положительный заряд по плоскому сердечнику, избегая захвата отрицательных ионов и сохраняя проницаемую структуру для потока ионов. «Мы продемонстрировали, что можно сконструировать органические материалы так, чтобы подвижность ионов не замерзала при затвердевании материала», — сказал Барклай. Тесты в исследовании подтвердили устойчивую проводимость в жидкой, жидкокристаллической и твердой фазах для различных типов ионов. Опубликовано в НаукаРабота появилась 17 декабря. Результаты, полученные в Токио, подчеркивают потенциал натрий-ионных аккумуляторов для более быстрой зарядки с твердоуглеродными анодами. Электролиты Oxford открывают путь к более безопасным батареям, позволяя производителям нагревать материалы до жидкого состояния для сборки, а затем охлаждать их до твердого состояния, что снижает риск утечки и возгорания, сохраняя при этом производительность.
Source: Оксфорд и Токийский научный университет разрабатывают материалы для аккумуляторов
