Анод из нанотрубок ускоряет зарядку и снижает риск возгорания батарей
Исследователи из техасского университета A&M (TAMU) изобрели технологию, которая позволит сделать литиевые аккумуляторы пожаробезопасными. Описанная ими в мартовском номере журнала Nano Letters конструкция анода основана на легком и хорошо проводящем электричество материале - углеродных нанотрубках (CNT). Она обеспечивает безопасное хранение большого количества ионов лития без образования литиевых дендритов - потенциального источника коротких замыканий, пожаров и взрывов.
Кроме того лучшие из опытных образцов CNT-анодов поддерживали силу тока в пять раз выше, чем в современных коммерческих литиевых батареях. Это позволит устройствам с новым анодом заряжаться гораздо быстрее и сделает их особенно привлекательными для использования в электромобилях.
Сами по себе углеродные нанотрубки плохо связывают литиевые ионы, однако техасские ученые вышли из положения, создав анод из CNT со связывающими молекулярными группами, и, что более важно, верно определив их оптимальную концентрацию. Недостаток связывающих молекул мешает получать большие токи, а избыток приводит к росту на поверхности электрода нитевидных дендритов.
"При обилии связывающих молекулярных групп, металлические кластеры, образующиеся из ионов лития, со временем просто закупоривали поры каркаса, - рассказала Джуран Но (Juran Noh), первый автор статьи и аспирант TAMU. - Но когда у нас было только нужное количество этих связывающих молекул, мы могли открывать каркасы из углеродных нанотрубок только в определенных местах, позволяя ионам лития попадать внутрь и связываться со всей поверхностью, вместо того, чтобы накапливаться снаружи анода и образовывать дендриты".
