Ученые из Японии придумали для аккумуляторов невероятную технологию: что она может

Материал, получивший название 3D-SLISE (квазитвердый электролит с трехмерным слизевым интерфейсом), может кардинально изменить подход к производству и утилизации аккумуляторов, решив некоторые из наиболее острых проблем отрасли, пишет interestingengineering.com.

Литий-ионные аккумуляторы теперь безопасны

Новая технология 3D-SLISE устраняет необходимость в сухих помещениях, перчаточных боксах и высокотемпературной обработке, предлагая более безопасный и энергоэффективный процесс производства. Используя матрицу борат-вода в сочетании с аморфным тетраборатом лития, солью лития и карбоксиметилцеллюлозой, команда ученых создала подобный слизи интерфейс, позволяющий ионам лития перемещаться во всех направлениях.

Эта трехмерная ионная проводимость лежит в основе высокой эффективности и универсальности электролита. Исследователи разработали два варианта суспензии: электроды и тип S для квазитвердого электролитного слоя. Суспензия типа E была смешана с оксидом лития-кобальта для катода и титанатом лития для анода, в то время как тип S располагался между электродами.

Полученные литий-ионные аккумуляторы напряжением 2,35 В могли заряжаться и разряжаться всего за 20 минут и сохраняли работоспособность более 400 циклов при комнатной температуре. Электролит достигал ионной проводимости 2,5 миллисименс на сантиметр и низкой энергии активации 0,25 электрон-вольт, что обеспечивало эффективную работу в условиях окружающей среды.

Важное значение имеет то, что производственный процесс не требует дорогостоящего контроля окружающей среды. Суспензии высушиваются естественным образом при комнатной температуре, что делает его легко масштабируемым для промышленного применения. Такой подход не только снижает производственные затраты, но и уменьшает углеродный след производства аккумуляторов.

Упрощенная переработка батарей

Состав 3D-SLISE на водной основе обладает важным преимуществом — возможностью прямой переработки. Поскольку он не содержит связующих веществ на основе поливинилидендифторида или токсичных растворителей, активные материалы можно извлекать путем замачивания электродов в воде.

Ценные элементы, такие как кобальт, можно извлекать без агрессивных химических обработок или энергозатратных процессов, что решает как проблему неэффективности переработки, так и дефицита материалов. Делая переработку более доступной, технология также способствует развитию циклической экономики аккумуляторов, где материалы используются повторно, а не выбрасываются.