Инженеры Корнельского университета представили литиевую батарею, которая заряжается менее чем за пять минут — значительный скачок по сравнению с существующими рыночными стандартами — и сохраняет исключительные характеристики в течение многочисленных циклов заряда-разряда.
Это достижение обладает огромным потенциалом для решения проблемы «беспокойства о дальности пробега» среди водителей электромобилей (EV) и прокладывает путь к более плавному и удобному переходу к экологичному транспорту.
В основе этой инновации лежит использование индия — мягкого металла, часто применяемого в сенсорных дисплеях и солнечных батареях. Индий обладает двумя важнейшими свойствами, которые делают его идеальным для сверхбыстрой зарядки: чрезвычайно низким миграционным энергетическим барьером, обеспечивающим быструю диффузию ионов в аноде батареи, и скромной плотностью обменного тока, обеспечивающей стабильность электрохимических реакций в течение долгого времени. Эта уникальная комбинация свойств обеспечивает быструю зарядку без ущерба для общего срока службы батареи.
Исследование команды, опубликованное в уважаемом журнале Joule, представляет новый принцип конструкции, который позволяет ионам металла в аноде батареи свободно перемещаться, пока они не найдут оптимальную конфигурацию для хранения заряда. Благодаря этому подходу электрод сохраняет стабильное морфологическое состояние на протяжении всего процесса зарядки, что позволяет проводить тысячи циклов зарядки-разрядки без ухудшения характеристик.
Исследователи признают необходимость дальнейшего изучения более легких материалов с аналогичными свойствами. «Сейчас мы применяем методы вычислительного химического моделирования и искусственного интеллекта для поиска альтернативных материалов, которые могли бы достичь таких же исключительных характеристик и при этом быть более легкими», — пояснил один из авторов работы.
