Які нові матеріали використовуються для покращення властивостей батарей?
Поточні дослідження спрямовані на покращення властивостей батарей електромобілів шляхом застосування інноваційних матеріалів, які підвищують їхню енергоємність, безпеку, довговічність і екологічність. Одним із ключових напрямків є використання нових матеріалів для анодів, катодів, електролітів і сепараторів
В анодах все частіше застосовують кремній замість традиційного графіту. Кремнієві аноди мають вищу теоретичну ємність і можуть зберігати на порядок більше іонів літію, що підвищує енергоємність батареї. Однак через тенденцію до розширення під час зарядки вони потребують додаткових рішень для стабілізації структури – цей аспект активно досліджується
Для катодів розробляються нові суміші, такі як високонікелеві сплави (NMC811) та літій-залізо-фосфат (LFP). Нікель збільшує енергоємність, тоді як зменшення кількості кобальту робить батареї більш екологічними та дешевшими у виробництві. Батареї LFP вирізняються стабільністю та довговічністю, що важливо для комерційного транспорту та бюджетних моделей
Інновації в електролітах включають перехід до твердотільних електролітів замість рідких. Твердотільні електроліти (Solid-State) усувають ризик витоків і загорянь, забезпечують вищу щільність енергії та дозволяють використовувати нові типи анодів і катодів. Досліджуються також іонні рідини та гелієві електроліти, які підвищують безпеку завдяки термостійкості та хімічній стабільності
Сепаратори, які запобігають короткому замиканню всередині батарей, також вдосконалюються. Наприклад, керамічні покриття та наноструктуровані полімери, підвищують термічну стійкість і механічну міцність, забезпечуючи додатковий захист від «термічної втечі»
Крім того, активно впроваджуються матеріали для літій-сірчаних (Li-S) і натрій-іонних (Na-ion) батарей, які можуть стати дешевшою та екологічнішою альтернативою літій-іонним системам. Літій-сірчані батареї мають значно вищу теоретичну щільність енергії, тоді як натрій-іонні не залежать від дефіцитного літію, що робить їх перспективними для масового застосування
Завдяки застосуванню нових матеріалів сучасні батареї стають легшими, безпечнішими та продуктивнішими, забезпечуючи довший ресурс служби та кращу екологічну стійкість. Розробки в цій сфері дозволяють сподіватися на швидке зниження вартості акумуляторів і подальший розвиток електротранспорту