Зарядит гаджет за секунды: в Корее создали сверхплотную натрий-ионную батарею

Исследовательская группа из Корейского института передовых технологий (KAIST, Южная Корея) разработала высокоэнергетическую и мощную гибридную натрий-ионную батарею, способную быстро заряжаться, пишет Тechxplore.

Современные натрий-ионные батареи сталкиваются такими проблемами, как низкая выходная мощность, ограниченные свойства хранения энергии и длительное время зарядки. Инновационная гибридная система хранения энергии, созданная южнокорейскими учеными, объединяет анодные материалы, обычно используемые в батареях, с катодами, подходящими для суперконденсаторов. Такое сочетание позволяет устройству достигать как высокой емкости хранения, так и высокой скорости заряда/разряда, что делает его жизнеспособной альтернативой литий-ионным батареям.

Гибридное натриево-ионное устройство хранения энергии, способное к быстрой зарядке, достигло плотности энергии 247 Втч/кг и плотности мощности 34 748 Вт/кг (плотность мощности — количество энергии, передаваемой на единицу поверхности нагревательного элемента, — ред.).

Однако разработка гибридной батареи с высокой энергией и высокой плотностью мощности требует улучшения скорости накопления энергии анодов аккумуляторного типа, а также улучшения относительно низкой емкости катодных материалов суперконденсаторного типа.

В своей работе ученые использовали две различные металлоорганические структуры для оптимизированного синтеза гибридных батарей. Им удалось создать анодный материал с улучшенной кинетикой за счет включения мелких активных материалов в пористый углерод. Кроме того, был синтезирован катодный материал высокой емкости, а комбинация материалов катода и анода позволила разработать систему хранения ионов натрия, оптимизирующую баланс и минимизирующую различия в скорости накопления энергии между электродами.

Ячейка, включающая новые анод и катод, образует высокопроизводительное гибридное натриево-ионное устройство хранения энергии. Оно превосходит по плотности энергии коммерческие литий-ионные батареи и демонстрирует характеристики плотности мощности суперконденсаторов. Такой аккумулятор подойдет для приложений быстрой зарядки, начиная от электромобилей и заканчивая интеллектуальными электронными устройствами и аэрокосмическими технологиями.