Loading...

Unsplash

Корейские ученые разработали твердый электролит, который стабилен при контакте с воздухом и влагой. Для этого было достаточно добавить в его состав галлий и тантал. Исследование опубликовано в журнале Energy Storage Materials.

Сейчас в электронике активно используются литий-ионные аккумуляторы. Однако такие батареи огнеопасны, так как производятся на основе воспламеняемых жидких электролитов. Альтернативой им могут стать твердые электролиты, которые отличаются термоустойчивостью. Электролитом нового поколения считается вещество состава Li7La3Zr2O12 (ЛЛЦО), так как он обладает высокой ионной проводимостью. Тем не менее, несмотря на эффективность, у ЛЛЦО тоже есть проблемы. При контакте с воздухом, в котором содержатся углекислый газ и влага, на поверхности электролита образуется карбонат лития. Он способен проникать внутрь электролита и нарушать его структуру, препятствуя переносу ионов лития. Это снижает ионную проводимость ЛЛЦО.

Чтобы улучшить стабильность ЛЛЦО, корейские ученые внесли в электролит атомы галлия и тантала. Оказалось, что при этом образовывается вещество LiGaO2, которое препятствует адсорбции на поверхности электролита углекислого газа и воды. Соответственно, такая добавка останавливает образование карбоната лития и сохраняет хорошую ионную проводимость. Ученые экспериментально подтвердили, что характеристики твердого электролита, допированного галлием и танталом, не меняются даже при длительном хранении на воздухе. Его стабильность сохранялась даже после нескольких циклов зарядки и разрядки.

Ученые считают, что предложенный ими подход поможет в разработке безопасных и стабильных твердых электролитов нового поколения с высокой ионной проводимостью.


Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.