Сибирские ученые разработали новый материал для литий-ионных аккумуляторов

Новосибирск. 22 декабря. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Исследователи из Института химии твердого тела и механохимии (Новосибирск) разработали новый материал для литий-ионных аккумуляторов на основе наноразмерного литий-марганцевого оксида, сообщает издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".

"Он (материал - ИФ) позволит сделать батареи более емкими и значительно увеличить скорость заряда", - говорится в сообщении.

Отмечается, что на сегодняшний день литий-ионные аккумуляторы являются самыми распространенными, они используются во множестве устройств от мобильных телефонов до электромобилей.

При этом соединение лития и кобальта, служащее основным катодным материалом, имеет недостатки: кобальт-содержащее сырье сосредоточено преимущественно в руках одной компании, поэтому стоимость его довольно высокая, материал имеет не слишком высокую практическую энергоемкость и термически неустойчив.

"Это исключает его применение в крупногабаритных аккумуляторах, например, для набирающих сегодня популярность электромобилей", - отмечает издание.

Исследователи создали электродный материал на основе литий-марганцевого оксида, с помощью которого оказалось возможным и повысить напряжение, и увеличить емкость, поскольку из этого материала можно экстрагировать не один ион лития, а несколько, при этом ионы марганца окисляются и восстанавливаются не на одну единицу, а на две, причем при высоком напряжении.

Это и позволило одновременно и увеличить емкость батареи, и повысить напряжение.

Кроме того, при изготовлении нового материала использовался твердофазный механохимический синтез (соединение получено путем измельчения компонентов, то есть механического "сплавления" - ИФ), в применении которого институт является одним из мировых лидеров.

С помощью механохимии нужное соединение удалось синтезировать при комнатной температуре, без всякого нагрева, причем в наноразмерном состоянии, хотя ранее считалось, что в литий-ионных аккумуляторах наноматериалы никогда не будут работать.

Преимущество наноматериалов заключается в том, что они, с одной стороны, во много раз увеличивают площадь контакта с электролитом и значительно повышают скорость заряда-разряда аккумулятора и позволяют задействовать в этом процессе весь объем частицы (когда она крупная, то внутренняя ее часть, как правило, не работает).