Специалисты Университета штата Пенсильвания создали пассивирующую пленку из полимерных композитов, которая будет защищать электроды намного эффективнее, чем сейчас. Это простой способ сделать литий-ионные батареи сразу дешевле, легче и мощнее.
Важный элемент литий-ионного аккумулятора — защитный слой на отрицательном электроде, который формируется в результате разложения электролита. В западной литературе его называют solid electrolyte interphase (SEI). Эта пассивирующая пленка гарантирует достаточно сопротивления, чтобы ограничить разложение электролита. Однако в процессе использования аккумулятора она растет, что приводит к снижению емкости батареи и повышению сопротивляемости.
Со временем на литиевом электроде нарастают игольчатые дендриты, которые снижают производительность аккумулятора и его безопасность. Чтобы обойти это препятствие, американским инженерам пришлось разработать новый SEI — реактивный полимерный композит из литиевой соли, наночастиц фторида лития и листов оксида графена. Многочисленные слои этого полимера вцепляются в поверхность металлического лития, словно когти, так что он не вступает в реакцию с молекулами электролита.
Кроме того, реактивный полимер уменьшает вес и затраты на производство батарей.
«При наличии более стабильного стоя SEI можно удвоить плотность энергии современных аккумуляторов, увеличить их срок службы и надежность», — убежден профессор Ван Дунхай, руководивший проектом.
