Фтор, который широко используется в жидких электролитах литий-металлических аккумуляторов, играет решающую роль в стабилизации параметров батареи и обеспечении безопасности. Однако он представляет значительные риски для здоровья.
Смотрите также LG Energy Solution внедрит экологически чистое и экономически эффективное производство аккумуляторов
Фторсодержащие соединения в электролите помогают формировать защитный слой вокруг металлического лития на отрицательном электроде (аноде) батареи.
Этот защитный слой можно сравнить с зубной эмалью. Он предотвращает истощение электролита во время циклов заряда и разряда и препятствует образованию металлических нитевидных наростов (дендритов) на аноде, которые могут вызвать короткое замыкание и пожар,
– объясняет Мария Лукацкая, профессор электрохимических энергетических систем в Швейцарской высшей технической школе Цюриха.
Инновационный подход
Задача состояла в том, чтобы уменьшить содержание фтора без ущерба для стабильности этого защитного слоя. Исследователи достигли этого с помощью электростатического притяжения. Они подобрали заряженные молекулы-носители, которые могли транспортировать молекулы фтора непосредственно к аноду. Этот метод позволяет жидкому электролиту содержать лишь 0,1% фтора по весу, что по крайней мере в 20 раз меньше, чем в предыдущих исследованиях.
Практическое значение
Одним из ключевых преимуществ этого метода является то, что он не требует значительных изменений в производственных процессах, а только модификации формулы электролита. Ученые успешно протестировали свое решение на монетоподобных аккумуляторах и сейчас готовятся к созданию прототипов аккумуляторов в форме сумки, которые обычно используются в смартфонах.
Читайте на сайте Tesla внесла изменения в электродвигатель Cybertruck: владельцев ждут сюрпризы
Эта разработка обещает сделать батареи более безопасными в использовании и утилизации, что является значительным шагом на пути к более устойчивым решениям для хранения энергии.