Южнокорейские учёные разработали более лёгкую и дальнобойную батарею для электромобилей
Исследователи KAIST в Южной Корее использовали технологию, применяемую при производстве микрочипов, для создания безанодных литий-металлических батарей, которые накапливают больше энергии при меньших габаритах и весе, что потенциально позволит электромобилям проезжать больше километров на одной зарядке.
Команда под руководством профессоров Чинву Ли (Jinwoo Lee) и Хи-Тхэ Чона (Hee-Tae Jung) из Корейского института передовых технологий (KAIST), работающая совместно с коллегами из Университета Кёнбук и Национального нанофабцентра (National NanoFab Center), объявила о многообещающем прорыве в конструкции батарей для электромобилей. В основе инновации — безанодная архитектура: отказ от традиционного графитового анода делает батарею легче и компактнее, освобождая пространство для повышения плотности энергии. Давняя проблема безанодных конструкций заключается в том, что литий металл неравномерно оседает при зарядке, образуя разрушительные игольчатые наросты — дендриты, которые сокращают срок службы батареи. Команда KAIST решила эту проблему, нанеся на медную фольгу токосборника микроскопические трубчатые структуры — каждая диаметром около 300 нанометров и высотой 150 нанометров — методом литографии вторичного распыления (SSL), прецизионной технологии, заимствованной из производства полупроводников. Структурированная поверхность обеспечивает площадь осаждения примерно в четыре раза больше, чем у плоского медного листа, что способствует более равномерному осаждению лития. Исследователи также нанесли ультратонкое, толщиной 10 нанометров, покрытие из MXene, которое действует как грунтовка и способствует образованию стабильного защитного слоя, богатого фторидом лития, во время работы батареи. В совокупности эти особенности обеспечивают равномерное осаждение лития и подавляют рост дендритов, продлевая срок службы батареи без существенного увеличения её размера или веса. Соавторами исследования выступили исследователи KAIST Ыньджи Ким (Eunji Kim), Хёнджу Чон (Hyunju Jung) и Чинук Ким (Jinuk Kim). Результаты были опубликованы онлайн 1 сентября в международном журнале Advanced Functional Materials.
