Ученые из Южной Кореи совершили прорыв в разработке аккумуляторов, способных преодолеть главную трудность хранения энергии. Они нашли решение проблемы, сдерживающей развитие многообещающей литий-металлической батареи и открыли путь к производству аккумуляторов с емкостью, в 10 раз превышающей современные аналоги.

Причина большого потенциала литий-металлических батарей в высокой плотности энергии чистого лития. Ученые надеются заменить им графит, который применяется в современных литиевых аккумуляторах в качестве анода, но прежде необходимо решить ряд непростых проблем, пишет New Atlas.

Одна из них — дендриты, образующиеся на поверхности анода во время зарядки. Они протыкают барьер между анодом и катодом и вызывают короткое замыкание или даже возгорание батареи. Формирование этих кристаллических отростков зависит от характера поверхности анода, так что главной стратегией ученых из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук стало создание эффективного твердотельного интерфейса на поверхности лития.

В основе их подхода — порошок металлического лития, создающий большую площадь поверхности и обеспечивающий создание тонких и широких электродов. Однако неравномерность покрытия приводила к сбоям в работе батареи. Решением стало добавление нитрата лития.

Предварительная обработка соединения в фазу производства позволила создать сверхтонкие аноды с гладким, равномерным слоем. Батарея смогла сохранять стабильность при 450 с лишним циклах заряда/разряда, после которых емкость составила 87%, а выход по току — 96%.

Исследователи полагают, что такой метод позволит достичь коммерциализации литий-металлических, литий-серных и литий-воздушных батарей.