Важный элемент литий-ионного аккумулятора - защитный слой на отрицательном электроде, который формируется в результате разложения электролита. В западной литературе его называют solid electrolyte interphase (SEI). Эта пассивирующая пленка сообщает достаточно сопротивления, чтобы ограничить разложение электролита.
Однако в процессе использования аккумулятора она растет, что приводит к снижению емкости батареи и повышению сопротивляемости, пишет ZME Science.
Вот почему литий-металлические батареи не служат дольше - их фаза растет и она не стабильна.
Со временем на литиевом электроде нарастают игольчатые дендриты, которые снижают производительность аккумулятора и его безопасность.
Чтобы обойти это препятствие, американским инженерам пришлось разработать новый SEI - реактивный полимерный композит из литиевой соли, наночастиц фторида лития и листов оксида графена. Многочисленные слои этого полимера «цепляются» за поверхность металлического лития, словно когти, так что он не вступает в реакцию с молекулами электролита.
Кроме того, реактивный полимер уменьшает вес и затраты на производство батарей.
«При наличии более стабильного стоя SEI можно удвоить плотность энергии современных аккумуляторов, увеличить их срок службы и надежность», — убежден профессор Ван Дунхай, руководивший проектом.
Реактивный полимерный композит, изображающий электрохимическую границу раздела между металлическим анодом лития и электролитом, стабилизируется с помощью химически активного полимерного композита.
