Исследователи из Японии разработали метод, позволяющий значительно улучшить цикличность (продолжительность заряда-перезаряда) литий-железо-оксидных катодов — перспективного материала для литий-ионных батарей нового поколения.
Литий-железо-оксидные катоды привлекательны своей экономичностью и высокой энергоемкостью. Однако они страдают от ухудшения характеристик во время циклов зарядки-перезарядки, что ограничивает срок их службы.
Исследовательская группа обнаружила, что добавление в структуру катода небольших количеств таких легкодоступных элементов, как алюминий, кремний, фосфор и сера, значительно улучшает его цикличность.
Ключевой момент заключается в образовании прочных ковалентных связей между легирующими элементами и атомами кислорода в катоде. Эти связи предотвращают проблематичное высвобождение кислорода во время циклирования, которое раньше мешало работе.
Исследователи использовали методы анализа, чтобы понять структурные изменения, вызванные легированием, и объяснить улучшение характеристик. Это привело к значительному увеличению сохранения емкости с 50 до 90%.
Этот прорыв открывает путь к созданию более долговечных и экономически эффективных литий-ионных батарей. Исследовательская группа планирует изучить проблемы и возможности масштабирования этого метода для коммерческого использования.
