Перезаряжаемые литиевые батареи помогли осуществить «портативную революцию» в мобильных телефонах, ноутбуках и планшетных компьютерах, а новые поколения литиевых батарей разрабатываются для электромобилей и для хранения энергии ветра и солнца.Теперь исследовательские группы профессора Сайфула Ислама с химического факультета Университета Бата и профессора Резы Шахбазиан-Яссар из Иллинойского университета в Чикаго получили важные выводы, которые помогут улучшить характеристики литиевых батарей, опубликованные в ведущих журнал Nature Communications.
Сохранение электроэнергии быстрее, чем у токовых электродов, важно для будущих применений в портативной электронике и электромобилях.Недавно было обнаружено, что ионы крупных металлов, таких как калий, могут улучшить накопление заряда в батареях, но было непонятно, почему это так.
Исследовательские группы использовали мощную комбинацию структурных экспериментов и компьютерного моделирования, чтобы впервые понять, почему добавление заряженного калия в туннельные структуры из недорогого оксида марганца оказывает сильное положительное влияние на характеристики батареи.Они обнаружили, что добавление положительно заряженных ионов увеличивает скорость движения лития в туннельных структурах, что имеет решающее значение для улучшения зарядки аккумуляторов.
Профессор Ислам сказал: «Понимание этих процессов важно для будущего проектирования и разработки материалов для аккумуляторов и может привести к более быстрой зарядке аккумуляторов, что принесет пользу потребителям и промышленности.«Разработка новых материалов — ключ к созданию более легких, дешевых и безопасных аккумуляторов, в том числе для электромобилей, которые помогут сократить выбросы углерода».