Натрий-ионный аккумулятор оказался лучше литий-ионного Емкость такой батареи в полтора раза выше
Команда южнокорейских ученых создала новый анодный материал для натрий-ионных батарей, который способен хранить в полтора раза больше электроэнергии на единицу массы, чем графитовый анод, традиционно используемый в литий-ионных аккумуляторах. При этом характеристики такой батареи сохраняются даже после 200 циклов разрядки и зарядки на высокой скорости. Исследователи отмечают, что натрий-ионные батареи дешевле в производстве примерно на 40% по сравнению с литий-ионными. Это объясняется тем, что натрий гораздо более распространен в природе, чем литий.
Тем не менее, по сравнению с ионами лития ионы натрия крупнее и, следовательно, не могут стабильно храниться в графите и кремнии, которые широко используются в качестве анодов в батареях. Для их эффективного применения потребовался новый анодный материал большей емкости. Для этого корейские специалисты использовали дисульфид молибдена, который способен накапливать большое количество электроэнергии, однако не может использоваться из-за высокого электрического сопротивления и структурной нестабильности, которые возникают во время работы от батареи.
Эту проблему решили путем создания слоя керамического нанопокрытия с использованием силиконового масла, которое является относительно недорогим и экологически чистым. Такой слой позволяет создать стабильную структуру с низким сопротивлением. Кроме того, оценка электрохимических свойств анода показала, что этот материал способен стабильно хранить как минимум вдвое больше электричества (порядка 600 мА·ч на грамм массы) и поддерживать емкость. Ученые уверены, что их метод пригодится для крупномасштабного производства анодных материалов, поможет снизить производственные затраты и, следовательно, ускорить коммерциализацию натрий-ионных аккумуляторов.
Схема работы натрий-ионного аккумулятора
Использованные источники:
