Спрос на электромобили остается высоким, но в этой области существует проблема с питанием. Хотя литий-ионные аккумуляторы управляют нашим миром, у них есть свои ограничения. Именно поэтому исследователи обращают внимание на литий-металлические аккумуляторы, которые могут хранить больше энергии и имеют более длительный срок службы. Однако одним из основных недостатков является образование игольчатых кристаллов, называемых «дендритами», во время зарядки. Эти иглы могут проколоть аккумулятор, вызывая короткие замыкания и даже возгорание.
Redaksiya сообщает, что корейская исследовательская группа недавно нашла способ предотвратить образование этих игл. Команды из KAIST и Корейского университета создали «умный» защитный слой, добавив в жидкий электролит аккумулятора вещество под названием тиофен. Обычно поверхность между частями аккумулятора нестабильна, и именно здесь начинают образовываться опасные кристаллы.
Этот новый слой отличается тем, что его электронная структура самоорганизуется. По мере движения ионов лития слой изменяет свою внутреннюю нагрузку, чтобы создать оптимальный путь. Это обеспечивает плавное движение ионов по поверхности и предотвращает их накопление в виде острых игл. Команда использовала специальный микроскоп для наблюдения за литием в нанометровом масштабе и обнаружила, что литий остается плоским и однородным даже под высоким давлением. Результаты имеют большое значение для всех, кто устал ждать на зарядных станциях. Эта технология позволяет аккумулятору заряжаться всего за 12 минут. Он также выдерживает высокие уровни тока, что примерно в два раза превышает уровень, считающийся «высоким» в исследованиях аккумуляторов, который возникает при нажатии на педаль акселератора в электромобиле. Профессор Нам-Сун Чой заявил, что это исследование является не просто улучшением материала, а достижением, которое решает фундаментальную проблему аккумуляторов путем проектирования электронной структуры. Это также станет основной базовой технологией для нового поколения аккумуляторов электромобилей, обеспечивающих быструю зарядку и длительный срок службы. Лучше всего то, что эта технология работает с большинством материалов, используемых сегодня в электромобилях, от литий-железо-фосфата до никель-кобальт-марганца. Это может стать решением, которое наконец-то выведет эти высокопроизводительные аккумуляторы из лаборатории и приведет их в наши автомобили.