Исследователи из Massachusetts Institute of Technology (MIT) сделали важный шаг вперед в разработке более дешевых и эффективных литий-ионных аккумуляторов. В центре их внимания — неупорядоченная каменная соль, которая обещает стать прорывным катодным материалом. Это открытие может привести к созданию высокоэнергетических накопителей для таких устройств, как сотовые телефоны, электромобили и системы хранения энергии из возобновляемых источников.
Согласно порталу Nature Energy, ключевое преимущество новых катодов на основе каменной соли заключается в их способности использовать окислительно-восстановительный процесс кислорода. Это позволяет значительно увеличить плотность энергии аккумуляторов. Однако при напряжении выше 4,5 В достижение долгого срока службы батареи стало сложной задачей.
Чтобы решить эту проблему, команда MIT разработала семейство катодов с высоким содержанием марганца и избытком лития. Эти катоды объединяют в себе структуру каменной соли и полианионные группы, что ранее не удавалось в других материалах. Интеграция этих структур позволила повысить циклическую стабильность аккумуляторов даже при высоком напряжении 4,8 В, что значительно увеличивает срок их службы.
Новый катод демонстрирует гравиметрическую плотность энергии свыше 1100 Вт·ч/кг и сохраняет более 70% своей емкости после 100 циклов зарядки-разрядки. Это исследование открывает новые перспективы для разработки аккумуляторов на основе доступных элементов, таких как марганец и железо, что может значительно снизить стоимость производства и сделать технологию более доступной.
Этот прорыв может стать основой для создания новой волны высокоэффективных и долговечных аккумуляторов, которые найдут применение в широком спектре устройств и технологий.
