Кінець коротким замиканням. Вчені створили електроліт з ефективністю 99,98%

Дослідники з Гонконгського університету науки і технологій (HKUST) у співпраці з Шанхайським університетом Цзяотун розробили інноваційний матеріал, що вирішує критичні проблеми безпеки літій-металевих акумуляторів.

Команда створила унікальний монокристалічний електроліт на основі боратних ковалентних органічних структур (COF), який забезпечує безпрецедентну стабільність роботи.

Літій-металеві системи вважаються перспективним наступником літій-іонних батарей завдяки вищій щільності енергії. Проте їх впровадження стримувалося утворенням дендритів — гострих наростів літію, що призводять до коротких замикань. Нова розробка використовує структуру COF-303 як шаблон для створення впорядкованих іонних каналів.

Це дозволяє усунути опір на межах зерен, характерний для звичайних полікристалічних матеріалів, та забезпечує рівномірне осадження іонів літію.

Результати тестування вражають: матеріал демонструє іонну провідність 8,1 мСм/см при кімнатній температурі. У повноцінних елементах з катодами з літій-залізо-фосфату (LiFePO4) акумулятори зберегли 91,8% своєї ємності після 600 циклів заряджання.

При цьому кулонівська ефективність досягла рекордних 99,98%, що свідчить про мінімальні втрати енергії.

Випробування також підтвердили стабільну роботу системи протягом понад 2000 годин, що вказує на високу надійність. За словами професора Юнсоба Кіма, усунення структурних порушень у матеріалі є вирішальним кроком до створення безпечних систем зберігання енергії для електромобілів та глобальних енергомереж.

Цей прорив наближає еру «зелених» технологій, де висока потужність поєднується з довговічністю.