Современные литиевые аккумуляторы не являются совершенными при внимательном анализе их характеристик и возможностей. Ученые из Южной Кореи пришли к выводу, что их можно существенно улучшить, применив новые материалы в конструкции. В частности, речь идет о замене графитового анода анодом из чистого лития. За счет этого емкость батарей может вырасти в 10 раз. Однако, добиться результата можно, только решив ряд технических сложностей.
Главной проблемой специалисты считают возникновение дендритов. Речь идет о появлении на поверхности анода образований в процессе зарядки. Дендриты могут не только ухудшать состояние батареи, но и полностью вывести ее из строя, вызвать короткое замыкание, увеличивая риск возгорания. Поиск эффективных методов борьбы с дендритами ведется уже давно и сводится к созданию некоей защитной границы между двумя электродами. Но пока ни одно из известных решений нельзя назвать в полной мере соответствующим ожиданиям.
Корейские специалисты из Института науки и техники сделали важное наблюдение. Они выяснили, что процесс образования дендритов сильно зависит от типа поверхности анода. Исследователи видят наиболее успешным решением разработку твердоэлектролитного интерфейса на поверхности литиевых анодов. Следующим их шагом стало использование литиевого порошка, который позволяет создавать тонкие и широкие электроды. Однако, при таком подходе батареи не были надежными из-за сравнительно неровной поверхности основы электродов.
Ученые провели массу экспериментов, которые позволили найти оптимальный вариант для создания электродов. Они научились создавать ультратонкие и гладкие электроды, применив нитрат лития. Протестированные прототипы показали отличные результаты. Батарея сохранила емкость 87% от номинальной после 450 циклов «заряд-разряд», а ее КПД оказался равен 96%. Разработка корейских исследователей позволит уже в ближайшем будущем создавать высокоэффективные коммерческие аккумуляторные батареи с длительным сроком службы.