Материал анодов аккумулятора, т. е. электрода, поглощающего электроны во время заряда, играет важную роль в емкости и производительности аккумулятора. В настоящее время чаще всего используется графит с медным покрытием, поскольку он недорогой и стабильный. Однако литий-металлические аноды могут значительно повысить плотность энергии и скорость зарядки аккумуляторов.
Литий-металлические аккумуляторы подходят для электромобилей, электросамолетов и электросудов
Однако проблема заключается в том, что металлический литий склонен к образованию так называемых дендритов во время циклов заряда-разряда. Эти кристаллические структуры вырастают из анодов как ветви и могут проткнуть тонкий слой, разделяющий анод и катод: это создает короткое замыкание и, в худшем случае, тепловой пробой.
Однако исследователи из южнокорейского Института науки и технологий Тэгу Кёнбук нашли способ предотвратить появление этих дендритов. Уже было известно, что добавление фторида лития и серебра в электролит аккумулятора может подавить образование дендритов. Однако исследователи объединили химические вещества, добавив в электролит так называемый трифлат серебра (AgCF₃SO₃). Эта добавка создает в аккумуляторе как серебро, так и фторид лития.
В ходе своих экспериментов исследователи смогли создать аккумуляторные элементы с ультратонкими анодами из металлического лития (20 микрометров), которые прослужили в 7 раз дольше, чем элементы без добавки.
«Мы ожидаем, что этот прогресс ускорит коммерциализацию литий-металлических аккумуляторов для таких применений, как электромобили, беспилотные летательные аппараты и корабли», — цитируется в пресс-релизе профессор Ю Чон Сун.
Потенциал технологии огромен. Необработанные литий-металлические батареи служат примерно вдвое меньше, чем батареи без лития, при использовании добавки срок службы будет очень большим.
Плотность энергии аккумуляторов с литий-металлическими анодами более чем в 10 раз выше, чем у аккумуляторов с графитовыми анодами (3860 мАч/грамм против 375 мАч/грамм). Однако это лишь теоретическое максимальное число; конечная плотность энергии, вероятно, будет значительно ниже.
