Учени поставиха световен рекорд за йонна проводимост в материали за литиеви батерии на бъдещето

Екип от учени от Техническия университет в Мюнхен (TUM) съобщи, че е постигнал рекордно високи стойности на йонна проводимост в материали за литиево-йонни батерии на бъдещето. Изследователите твърдят, че са открили нов клас материали, които са по-лесни за производство и които ще повишат ефективността на литиевите батерии. Откритието е потвърдено от независимо проучване и е признато за изключително обещаващо.

Както електронната, така и йонната проводимост са важни за материалите за литиево-йонни батерии. Подвижността на йоните в електролитите (особено в твърдотелните електролити) и в електродите определя критичните характеристики на батериите, включително способността да се подават високи токове без деградация на батерията. Днес за тази цел се използват сложни многокомпонентни съединения, което не прави производствения процес по-евтин.

Изследователите от Германия са успели да изберат само един компонент, който буквално ще промени правилата на играта на пазара на батерии на бъдещето.

Както се съобщава в статията, екипът, ръководен от професор Томас Ф. Феслер от катедрата по неорганична химия, специализирана в областта на новите материали, частично е заменил лития в съединението литиев антимонид с метала скандий. По този начин в кристалната решетка на проводящия материал се създават специални кухини. Тези кухини помагат на литиевите йони да се движат по-лесно и по-бързо, което доведе до този нов световен рекорд за йонна проводимост.

Тъй като измерената проводимост беше много по-висока от тази на съществуващите материали, бяха привлечени експерти от други отдели, за да потвърдят резултатите, и се наложи да адаптират методите за измерване, за да прекъснат електронната проводимост, която изкривяваше резултатите от изпитването.

Учените предвиждат голям потенциал за новия материал:

„Резултатът ни до момента представлява значителна стъпка напред във фундаменталните изследвания. С добавянето на малко количество скандий открихме нов принцип, който може да бъде основа за други комбинации от елементи. Въпреки че все още има много тестове, които трябва да се направят, преди този материал да може да се използва в батерии, ние сме оптимисти.

Нашата комбинация се състои от литий и антимон, но същата концепция може лесно да се приложи за литиево-фосфорни системи. Докато предишният рекордьор разчиташе на литий-сяра и се нуждаеше от 5 допълнителни елемента за оптимизация, ние се нуждаем само от скандий като допълнителен компонент. Смятаме, че нашето откритие може да има по-широко значение за подобряване на проводимостта на широк кръг други материали.“

заключават изследователитe