Talpių ličio jonų akumuliatorių krovimo laiką galima sutrumpinti iki penkių minučių, naudojant asfalto pagrindo anglies matricą. Tokį anodą turinčių akumuliatorių savybes ištyrė Rice'o universiteto mokslininkai. Tyrimo rezultatai publikuoti „ACS Nano“.
Vienas iš ličio jonų akumuliatorių talpos padidinimo būdų – kaip anodo medžiagą naudoti metalinį litį. Santykinė metalinio ličio talpa maždaug 10 kartų didesnė už grafito, kuris dabar naudojamas pramoniniuose akumuliatoriuose. Tačiau ličio anodų naudojimą riboja ne viena techninė problema. O būtent, ant tokių anodų susidaro metalinės dendritinės struktūros, baterijos viduje galinčios sukelti trumpąjį jungimą ir sprogimą. Ši problema įprastai sprendžiama, keičiant elektrolito sudėtį, taip formuojant ant anodo atsparų tarpfazinį sluoksnį, arba naudojant inertišką laidžią porėtą matricą, kurios paviršius padengiamas plona ličio plėvelė.
Naujame savo darbe amerikiečių mokslininkai kaip inertišką matricą pasiūlė naudoti asfalto pagrindo porėtą anglingą medžiagą. Tokios medžiagos santykinis paviršiaus plotas didesnis, nei 3000 m²/g. Siekdami padidinti elektros laidumą, tyrėjai naudojo grafeno užpildą, o paskui gautą medžiagą elektrochemiškai padengdavo ličio sluoksniu. Tokiame anode anglies ir ličio santykis buvo 5/1. Gamindami akumuliatoriaus gardelę, chemikai dar panaudojo anglinį katodą ir didelės koncentracijos elektrolitą.
Anodo ciklinis atsparumas, naudojant 2,5 mA/cm² srovę 100 ciklų
©Tuo Wang et al./ „ACS Nano“, 2017
Mokslininkai akumuliatoriaus konfigūraciją išbandė nuo 2,5 mA/cm² iki 20 mA/cm² įkrovimo srove. Eksperimentai patvirtino, kad netgi esant maksimaliam srovės tankiui, elektrodo medžiaga atlaiko ne mažiau nei 500 įkrovimo ir iškrovimo ciklų. Akumuliatoriaus galia buvo 1322 W/kg, o energijos tankis – beveik 1 kWh/kg.
Anodui naudodami litį, mokslininkai gerokai padidino akumuliatorių talpą, iki 9,4 mAh/cm². Tačiau ypač akcentuojamas itin spartus tokio akumuliatoriaus įkrovimas: jis visiškai įkraunamas per ~5 minutes, tai yra, 10–20 kartų greičiau, nei komercinės ličio jonų baterijos.
Paieška archyve
