Двухфункциональный электролит — основа для долгоиграющих батареек нового поколения

Всем наверняка известно, что каждый из трех основных компонентов батарейки — отрицательно заряженный анод, положительно заряженный катод, а также электролит с ионной проводимостью — несут только по одной функции. Однако команда исследователей из Национальной лаборатории Оук-Ридж, принадлежащей Министерству энергетики США, решила найти способ и наделить электролит дополнительной функцией, которая позволит существенно увеличить емкость и время работы батарей.

Для проверки эффективности нового разработанного электролита команда ученых использовала литий-фторуглеродную батарею, так как этот тип батареек ценится за свою долговечность, энергетическую плотность и стабильность. Добавив твердый электролит из тиофосфата лития, команда создала батарейку, в которой электролит выполняет роль не только ионного проводника, но и является основой катода. В результате этого емкость батареи возросла на 26 процентов по сравнению с обычной батарейкой, в которой электролит и катод выполняли лишь по одной функции.

«Когда батарея разряжается, она производит литийфторидную соль, являющуюся катализатором электрохимической активности электролита», — говорит Чэнду Лян, научный сотрудник Национальной лаборатории Оук-Ридж и один из авторов этого исследования.

«Этот процесс в буквальном смысле трансформирует электролит в активный компонент, отвечающий за ее энергоемкость».

Со слов ученых, новая технология двухфункционального электролита может добавить десятки лет службы таким батареям. Потенциал использования подобных батарей очень широкий. Они могли бы особо пригодиться там, где перезарядка или замена батарей была бы проблематичной, например, в электростимуляторах, системах бесключевого доступа, или дистанционных датчиках.

«Если вы используете электрический кардиостимулятор, то вам не придется делать операцию по замене батареи, например, каждые 10 лет», — говорит Лян.

«Как вам кажется идея возможности работы батареи в течение 30, или даже 50 лет? Это открытие делает нас на шаг ближе к подобной возможности».

Основные детали этого исследования были опубликованы на страницах научного журнала американского общества химиков.