Новый материал для батарей на основе углерода повышает безопасность, долговечность и мощность

Университет Тохоку, Сендай, Япония

Структура слоистая MG4C60. а. Рентгенограммы чистых порошков C60 и MG4C60 с результатами моделирования для MG4C60. б. СЭМ-изображение порошка MG4C60 со шкалой 5 мкм. в. Изображение IFFT TEM (шкала 1 нм) MG4C 60 со структурной вставкой коричневого цвета. д. C XAS-спектры K-края нетронутых C 60 и MG4C60. Иллюстрация структуры слоистого MG4C 60, наблюдаемая из e. ось b и f. ось. (Изображение:© Шицзянь Ван и др.)

Это исследование демонстрирует новый способ сделать аккумуляторные материалы на основе углерода более безопасными, долговечными и мощными за счет фундаментального изменения способа соединения молекул фуллеренов. Сегодняшние литий-ионные аккумуляторы в основном состоят из графита, который ограничивает скорость быстрой зарядки и создает угрозу безопасности из-за литиевого покрытия. Результаты этих исследований означают прогресс в направлении более безопасных электромобилей, долговечной бытовой электроники и более надежных источников возобновляемой энергии.

Фуллерен — уникальная молекула, которая хорошо подходит для многих потенциальных применений, однако низкая стабильность является проблемой, препятствующей ее использованию в батареях. Команда исследователей из Университета Тохоку создала ковалентно-мостиковую фуллереновую структуру (Mg 4). С 60 ), которое показывает, что углерод может хранить литий совершенно другим и гораздо более стабильным способом, избегая структурного разрушения и предотвращая потерю активного материала, которая долгое время препятствовала созданию фуллереновых анодов. Этот прорыв дает основу для разработки материалов для аккумуляторов следующего поколения, которые обеспечивают более безопасную быструю зарядку, более высокую плотность энергии и более длительный срок службы.

«Наши следующие шаги — распространить эту стратегию ковалентных мостиков на более широкий спектр фуллереновых и углеродных каркасов с целью создания семейства стабильных анодных материалов высокой емкости, подходящих для быстрой зарядки батарей», — сказал заслуженный профессор Хао Ли из Передового института исследования материалов (WPI-AIMR).

Дополнительные следующие шаги будут включать работу с отраслевыми партнерами для оценки масштабируемости этих материалов и интеграции их в практические форматы ячеек. Понимание того, как достичь реальной практичности, является важным шагом, который, как мы надеемся, приведет к будущему эффективных технологий экологически чистой энергии.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Хао Ли по адресу:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.