Ученые СО РАН: литиево-марганцевый оксид, как сырье для аккумуляторов

Российские ученые создали альтернативу для производства литий-ионных аккумуляторов, что посодействует увеличению их емкости и заметно сократит скорость зарядки. Итоги работ опубликованы в издании Nature Materials.

Несмотря на распространенность литий-ионных батарей, используемых от мини-устройств до электромобилей, у них есть свои ограничения, заставляющие разработчиков работать над поиском замены кобальтат литию, являющемуся на сегодня основным сырьем для производства аккумуляторных катодов. Содержащие кобальт материалы реализует лишь несколько компаний, что определяет их высокую стоимость. Помимо этого материал нельзя назвать достаточно энергоемким и термически устойчивым, из-за чего его эксплуатация при значительных скоростях зарядки и разрядки с использованием больших токов невозможна.

Исследования показали, что справиться с упомянутыми трудностями можно, если прибегнуть к использованию доступного и недорогого марганца. Более эффективный материал для электродов изготовили на литиево-марганцевой окиси, позволившей в итоге повысить и напряжение, и емкость. Для этих целей ученые использовали механизм твердофазного механохимического синтеза, нашедший широкое применение при разработке эффективных материалов.

По словам одного из разработчиков, Нины Косовой, начало проекту было положено по инициативе представителя компании SAFT (Франция), входящей в список ключевых производителей материалов для литий-ионных батарей. Идея состояла в получении путем механической активации нескольких новых композиций, чем и занялись российские ученые, получив в результате новый материал с уникальным набором электрохимических свойств.

Нина Косова подчеркнула, что материал удалось получить методом механохимии в условиях комнатной температуры, в состоянии наноразмерности, без нарушения структуры при циклировании. Это можно назвать достижением, так как в начале 2000-х годов ученые были уверены, что наноматериалы в батареях литий-ионного образца неприменимы.

Во-первых наноматериалы многократно увеличивают площадь взаимодействия с электролитом и содействуют росту скорости заряда-разряда, во-вторых – частица включается в процесс в полном объеме.

Было подчеркнуто, что научные статьи сибирских разработчиков по данному вопросу часто цитируются и публикуются в известных журналах.

В планы отечественных разработчиков входит развитие дальнейшего сотрудничества с французскими специалистами и решение финансовых вопросов. Вопрос финансирования требует первоочередного внимания, так как разработки очень наукоемкие, с привлечением отечественных и зарубежных ученых.

Другие новости