Ученые обнаружили новый тип соли лития, который улучшает работу литий-ионных клеток

В будущем литий-ионные элементы будут доминировать в электромобилях и других приложениях, но современные материалы аккумуляторов имеют недостатки в безопасности и производительности, что препятствует разработке высокопроизводительных аккумуляторов следующего поколения. В частности, разработка электролитов представляет собой ключевую проблему для аккумуляторов более высокой мощности, применимых к хранению энергии и применению в транспортных средствах.

Команда ученых во главе с профессором Дугом Макфарлейном из химического факультета Университета Монаш и доктором Мега Каром в сотрудничестве с Calix Ltd предложила альтернативное решение для решения этой проблемы.

Разработка солей лития для крупномасштабных литий-ионных аккумуляторных батарей

Профессор Макфарлейн сказал: «В настоящее время соль лития, используемая в литий-ионных элементах, представляет собой гексафторфосфат лития, но этот материал имеет опасность возгорания и безопасности и токсичен. Риск использования этого материала частично снижается в небольших портативных устройствах. Однако в больших аккумуляторных блоках, таких как электромобили и наружные системы хранения энергии в масштабе сети, потенциальные опасности значительно повышаются. Кроме того, планы по высоковольтным и силовым батареям также находятся в стадии реализации, но не могут использовать гексафторфосфат».

В недавней статье, опубликованной в журнале Advanced Energy Materials, химики описали новый тип соли лития, который может преодолеть проблемы проектирования электролита и заменить гексафторфосфат.

Доктор Бинаяк Рой, ведущий автор и исследователь химического факультета Университета Монаш, сказал: «Наша цель-разработать безопасную фторборатную соль, которая не подвержена воздействию даже при воздействии воздуха. Основной проблемой этой новой фторборатной соли является синтез чистоты батареи, но мы достигли этой цели путем перекристаллизации. При установке в литиевую батарею с катодом из оксида лития марганца батарея может работать более 1000 раз даже при воздействии атмосферы. Это очень редко по сравнению с высокочувствительным гексафторфосфатом».

Новые соли лития делают литий-ионные элементы очень безопасными

По словам доктора Роя, в сочетании с новыми катодными материалами в высоковольтных литиевых батареях производительность этого электролита намного превышает производительность традиционных солей. Кроме того, исследователи также обнаружили, что соль очень стабильна на алюминиевом токоприемнике при более высоких напряжениях, что именно то, что нужно следующему поколению батарей.

Учебный центр энергии будущего Австралийского исследовательского совета (ARC), StorEnergy (www.storenergy.com.au), также был вовлечен в это исследование. StorEnergy-это финансируемый из федерального бюджета учебный центр по преобразованию промышленности, направленный на обучение и воспитание следующего поколения работников в австралийской энергетической отрасли и содействие отраслево-академическому сотрудничеству. Директор StorEnergy, профессор Мария Форсайт из Университета Дикина, сказала: «Это исследование хорошо демонстрирует, как финансируемое правительством исследовательское сотрудничество может помочь Австралии взять на себя ведущую роль в технологии безопасных аккумуляторов следующего поколения».

Это исследование поможет Calix достичь своей цели по крупномасштабному производству австралийских литий-ионных элементов и запуску систем хранения энергии в масштабе сети в Австралии.

Доктор Кар сказал: «В ближайшем будущем мы надеемся преобразовать эти новые анионы в термически стабильные, невоспламеняющиеся жидкие соли, позволяющие батареям работать при высоких температурах. В нынешних климатических условиях разработка таких безопасных и стабильных аккумуляторных технологий имеет решающее значение для внедрения устойчивых энергетических решений в масштабе сети в Австралии».