Исследование и разработка твердотельных литий-ионных аккумуляторов высокой энергии

Этот метод может ускорить разработку высокоэнергетических твердотельных литиевых батарей, а также других устройств хранения и передачи энергии (например, топливных элементов).

Новый метод основан на использовании решетки твердых литий-ионных проводников, который связан со способом подавления миграции ионов, и помогает найти новые материалы с повышенной подвижностью ионов, которые могут поддерживать быструю зарядку и разрядку. В то же время этот метод можно использовать для снижения реакционной способности материала и электрода батареи, тем самым сокращая срок ее службы. Лучшая подвижность ионов и более низкая реакционная способность, эти две характеристики часто исключают друг друга.

Первоначальная идея команды Массачусетского технологического института заключалась в том, чтобы понять и контролировать катализаторы разложения воды и применить их к ионной проводимости. Этот процесс лежит в основе не только аккумуляторных батарей, но и других ключевых технологий, таких как топливные элементы и системы опреснения. Исследователи обнаружили хорошую корреляцию между определенными свойствами решетки и проводимостью материалов, проводящих ион лития. Частоту колебаний самого лития можно хитроумно изменить, отрегулировав структуру его решетки и используя химические заменители или примеси.

Исследователи говорят, что новый подход может предоставить мощный инструмент для разработки новых материалов с лучшими характеристиками, которые могут значительно увеличить емкость и безопасность хранения. Технология также подходит для анализа материалов для других электрохимических процессов, таких как твердооксидные топливные элементы, мембранные системы опреснения или реакции образования кислорода. Проект поддержали BMW, Национальный научный фонд и Министерство энергетики США.

Страница содержит содержимое машинного перевода.