Предложен новый способ дешевой индустриализации литий-ионных конденсаторов
Европейские специалисты предложили объединить две добавки, вместо одной, для внедрения лития в конденсаторы. Подход поможет в простом, дешевом и эффективном производстве литий-ионных систем хранения электричества.
Исследование было проведено учеными из университетов Нанте и Мюнхена, сообщает sciencedaily.com. Его результаты представлены в Advanced Energy Materials.
Электрохимические системы хранения электричества играют ключевую роль во внедрении возобновляемых источников энергии и развитии сектора электромобилей. Они представлены 2 основными решениями: литий-ионные батареи, привлекающие большой емкостью, и конденсаторы, рассчитанные на множество циклов быстрой зарядки. Литий-ионные конденсаторы (ЛИК) объединяют преимущества обеих технологий.
В отличие от батарей, материалы для таких устройств не содержат электроны. Их добавляют 2 способами: обработка одного из материалов на предварительном этапе или введение насыщенной ионами лития добавки при первой зарядке. Оба метода сложные, дорогие и снижают емкость устройства. Большинство добавок также распадаются при контакте с воздухом или растворителями, применяемыми в производстве литий-ионных конденсаторов.
Исследователи из университетов Нанте и Мюнхена решили проблему за счет введения 2 веществ, объединенных последовательными химическими реакциями. Анализы показали, что основным препятствием в прошлых подходах было применение одной добавки, которая должна была доставлять электроны, соответствовать требованиям к стоимости, эффективности и химической стабильности. Команда разбила эти роли на 2 продукта. Это позволило независимо выбирать соединения с нужными свойствами. При зарядке конденсатора, первая добавка (пирен, естественный компонент некоторых видов угля) выделяет электроны и протоны. Вторая, Li3PO4, захватывает последние, отдавая ионы лития.
Дополнительное преимущество подхода в том, что остатки пирена помогают хранить заряды, повышая емкость системы. Он приближает распространение доступных литий-ионных конденсаторов, уверены авторы.
