Ученые работают над самовосстанавливающимися батареями для электромобилей

Почему электромобилям нужны «целебные» батареи?

В мире электромобильных батарей не существует универсального решения. Они отличаются по размерам, химическому составу и характеристикам, в зависимости от типа транспортного средства. Однако цель всегда одна: увеличить плотность энергии, ускорить зарядку, снизить стоимость и улучшить безопасность. Европейские ученые из организации SINTEF утверждают, что один из возможных путей к этому – батарея, способная к самовосстановлению, которая еще и экологически безопасна

Что такого особенного в «сэндвич-батарее»?

Исследователи сравнивают свою инновационную батарею с многослойным «сэндвичем»: катод сверху, анод снизу, а между ними – специальные разделители и связующие материалы. Однако главное отличие – в химическом составе. Катод в этой батарее состоит из оксида литий-никель-марганца, не содержит кобальта, имеет меньшее количество никеля и лития, но обеспечивает более высокое среднее напряжение. Это не только улучшает производительность и время зарядки, но и позволяет компактнее разместить больше энергии

Анод создан на основе кремниево-графитового композита. Кремниевые аноды набирают популярность среди производителей батарей, поскольку они устраняют неэффективность графитовых анодов. В США компании Amprius, Group14 и Sila Nanotechnologies активно разрабатывают такие технологии. Проблема кремниевых анодов заключается в их склонном к расширению объеме во время циклов зарядки-разрядки. Однако использование графита в составе помогает стабилизировать структуру, устраняя эту проблему

Как батарея «залечивает» сама себя?

Одним из самых впечатляющих решений этой батареи является особый «суперклей», который помогает ей самостоятельно восстанавливать мелкие повреждения. Это работает аналогично шинам с самозаклеивающимся покрытием: специальные разделители и связующие материалы сохраняют целостность структуры даже после повреждений. Связующие вещества удерживают активные частицы вместе, а разделители предотвращают короткие замыкания, не позволяя катоду и аноду соприкасаться

Разработка первого поколения этой уникальной электролитной системы уже завершена, и сейчас ученые работают над усовершенствованием второй версии. Следующий шаг – превращение лабораторного прототипа в реальный продукт массового производства. Ведь создать прорывную технологию в лаборатории – одна задача, а вот внедрить ее в промышленное производство – совсем другое

Как отметил президент и главный стратегический директор LG Energy Solution в Северной Америке Боб Ли: «Настоящая технология – это производство. Выпустить батареи в большом количестве, обеспечив стабильное качество – вот в чем заключается вызов»