Южнокорейски учени създадоха нов електрод за литиево-серните батерии, като го покриха с ултратънка полимерна „кожа“. Решението е помогнало на батерията да работи стабилно след повече от хиляда цикъла на зареждане и разреждане.
Екипът от Корейския университет разработи литиево-метален анод, използвайки пореста рамка от материала MXene, покрита с полимерен филм с дебелина само около 100 нанометра.
Според Корейския университет, този слой действа като вид „изкуствена кожа“: той предотвратява проникването на електролита през повърхността на електрода, но позволява на литиевите йони да преминават. Това дава възможност на метала да се натрупва по-равномерно вътре в порестата структура и броят на нежеланите химични реакции се намалява.
Един от основните проблеми с литиево-металните аноди е образуването на дендрити – тънки метални структури, които нарастват по време на работата на батерията и могат да причинят късо съединение. Новата конструкция има за цел да намали този риск, като същевременно се възползва от лития, който има теоретичен капацитет около десет пъти по-висок от графита.
В тестовете електродът демонстрира кулоновска ефективност от 99,6% и стабилна работа след повече от 1000 цикъла на заряд-разряд. Пълномащабна литиево-серна клетка с такъв анод запазва около 70% от първоначалния си капацитет след 300 цикъла. Изследователите също така съобщават за енергийна плътност до 2100 Wh/kg, базирана на активния материал на серния катод.
Разработчиците смятат технологията за обещаваща при производство на дронове, роботика и градска въздушна мобилност. За България разработването на по-леки и по-дълготрайни батерии е особено актуално поради разпространението на безпилотните системи, автономното захранване и електрическия транспорт.
Нека обърнем внимание на факта, че лабораторните показатели все още не означават появата на готови батерии на пазара. Технологиите трябва да бъдат мащабирани, а тяхната безопасност и стабилност да се проверят в масово производство. В същото време борбата с деградацията на литиево-металните аноди остава една от ключовите области при създаването на батерии от ново поколение.