Аноды для батарей стали долговечнее благодаря серебру: новая электролитная добавка повышает стабильность литий-металлических батарей в семь раз

Ученые из Южной Кореи разработали технологию, которая делает литий-металлические батареи в семь раз долговечнее и безопаснее. Новая методика, созданная в Институте науки и технологий Тэгу Кёнбук, использует электролитную добавку, которая укрепляет сверхтонкие аноды толщиной всего 20 микрометров. Это устраняет ключевые препятствия для широкого применения таких батарей в электромобилях, дронах и других устройствах, требующих мощных источников энергии.

Литий-металлические батареи обладают огромным потенциалом: их емкость в десять раз превышает емкость стандартных графитовых анодов, а низкий электродный потенциал повышает эффективность. Однако до сих пор их внедрение тормозили серьезные проблемы. Во время работы на анодах образуются дендриты — ветвистые структуры, которые вызывают короткие замыкания и повышают риск возгорания. Кроме того, защитный слой анода (SEI) постоянно разрушается из-за расширения материала, что быстро истощает электролит и сокращает срок службы батареи.

Для решения этих проблем корейские исследователи создали добавку на основе трифторметансульфоната серебра (AgTFMS). Она формирует на поверхности анода прочный слой, состоящий из серебра и фторида лития. Серебро обеспечивает равномерное распределение лития, а фторид лития укрепляет защитный слой, предотвращая появление дендритов. Эксперименты показали, что такая технология значительно повышает стабильность анода и увеличивает срок службы батареи в семь раз по сравнению с традиционными аналогами.

«Мы разработали простой и эффективный способ создания устойчивого защитного слоя, который повышает надежность и производительность батарей, — отметил руководитель исследования Ю Чон Сон. — Это достижение приблизит момент, когда литий-металлические батареи станут основой для экологичных систем хранения энергии». Новая технология обещает ускорить внедрение таких батарей в массовое производство.

 Источник: DGIST