Исследователи из Института биоэнергетики и технологии биопроцессов Циндао (QIBEBT) создали новый катодный материал для увеличения срока службы полностью твердотельных литиевых аккумуляторов, тем самым повышая их жизнеспособность для коммерческого применения. Полностью твердотельные литиевые аккумуляторы, использующие твердые электролиты, с меньшей вероятностью протекают и сгорают, чем обычные жидкие литий-ионные аккумуляторы, которые широко используются в электромобилях, мобильных телефонах и компьютерах.
По словам Чжу Цзянвэя, доктора философии, исследователя из QIBEBT, новый катод обеспечивает твердотельным литиевым батареям высокую проводимость, высокую удельную разрядную емкость, небольшое изменение объема, высокую плотность энергии и длительный срок службы по сравнению с традиционными твердотельными литиевыми батареями. Точные характеристики однородного катодного материала, который повышает безопасность и производительность твердотельных литиевых батарей, пока не названы.
По словам Джу, новый материал обеспечивает более чем в 1000 раз большую электронную и ионную проводимость, чем традиционные материалы для катодов аккумуляторов. Он также обеспечивает циклы зарядки и разрядки без токопроводящих добавок, что упрощает процесс подготовки батареи и повышает производительность полностью твердотельной литиевой батареи.
Изменение объема нового материала при зарядке и разрядке на 1,2% в большей степени способствует поддержанию стабильности структуры аккумулятора, чем у традиционного материала, объемный заряд которого составляет более 2,6%. Аккумулятор из нового материала сохранил 80% своей первоначальной емкости после 5000 циклов зарядки и разрядки.
Исследователи также обнаружили, что плотность энергии батареи из нового материала, составляющая до 390 ватт-часов на килограмм. Батарея имеет более длительный срок службы, в 1,3 раза превышающий срок службы самых современных литий-ионных аккумуляторов, представленных на рынке.
Исходный материал нового катодного материала был впервые упомянут в статье, опубликованной лауреатом Нобелевской премии Джоном Баннистером Гуденафом в 2008 году. Исследовательская группа обнаружила, что он обладает потенциалом превосходной ионной проводимости, но из-за его элементного состава команде потребовалось два года, чтобы синтезировать этот исходный материал.
«Вопреки нашим ожиданиям, ионная проводимость этого материала низкая, в то время как электронная проводимость высокая. Поэтому мы сначала улучшили ионную проводимость, легировав ее германием, затем попытались повысить электронную проводимость, заменив серу селеном, и, наконец, получили новый материал», – сказал Джу.
Исследовательская группа также обнаружила, что замена германия кремнием может снизить стоимость батареи и способствовать коммерциализации полностью твердотельных литиевых аккумуляторов.
«В настоящее время мы готовим новый материал небольшими партиями и рассчитываем наладить крупномасштабное производство через два-три года. Что касается затрат, то в будущем мы надеемся разработать новый материал с меньшим содержанием лития. В случае успеха стоимость сульфидных твердотельных литиевых батарей может быть снижена до 30% от стоимости жидких литиевых батарей», – сказал Джу.
Wayve и Uber объединяются для организации беспилотного вождения
Компания Wayve, британский разработчик технологий для беспилотных автомобилей, сегодня объявила о стратегическом партнерстве с Uber. 30.08.2024 136 0 0Аэропорт Инвернесса проводит испытания автономных транспортных средств для перевозки пассажиров
В испытаниях участвуют два типа автоматизированных транспортных средств для перевозки людей: небольшая автоматическая машина Aurrigo и более крупный автоматический шаттл в кампусе Университета Хайлендса и островов в Инвернессе (север Шотландии). 30.08.2024 146 0 0Кремниевый чип для связи 6G
Команда ученых раскрыла потенциал связи 6G с помощью нового поляризационного мультиплексора. Терагерцовая связь представляет собой новый рубеж в области беспроводных технологий, обещая скорость передачи данных, намного превышающую существующие системы. 30.08.2024 178 0 0Подводный робот для погружения под полярные льды
На отдаленном участке замерзшего моря Бофорта, к северу от Аляски, инженеры из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии собрались вместе, чтобы заглянуть в узкое отверстие в толстом слое морского льда. Под ними цилиндрический робот собирал научные данные для испытаний в холодном океане, соединенный тросом с треногой, которая опускала его в скважину. 30.08.2024 171 0 0