Литий-ионные батареи отлично удерживают заряд и обладают высокой плотностью энергии, но они не лишены недостатков. Поскольку в их составе имеются токсичные, легковоспламеняющиеся материалы, то при малейшем дефекте может произойти возгорание или даже взрыв, а утилизация достаточно сложная.
В будущем электрифицированном мире спрос на аккумуляторы будет огромным, достигнув к 2030 году от 2 до 10 тераватт-часов (ТВтч) годового производства аккумуляторов по сравнению с менее чем 0,5 ТВтч сейчас. Поскольку литий-ионный аккумулятор в обозримом будущем вероятнее всего будет по-прежнему широко использоваться, то возникает проблема – наличия в достаточном количестве основного сырья для удовлетворения этих будущих потребностей. Это прежде всего касается кобальта и никеля, поскольку по этим металлам возникают значительные ограничения предложений на мировом рынке.
Проблема достаточно остра, поскольку индустрия аккумуляторов сталкивается с огромным дефицитом ресурсов даже при 2 ТВт-ч, нижнем диапазоне прогнозов глобального спроса, на который будет израсходована почти вся сегодняшняя добыча никеля, а по поставкам кобальта дефицит еще больший.
На катод литий-ионной батареи - один из двух электродов в батарее - приходится более одной трети ее стоимости. В настоящее время катод в литий-ионных батареях использует класс материалов, известный как NMC, с никелем, марганцем и кобальтом в качестве ключевых ингредиентов.
С текущим классом материалов NMC, который ограничен только никелем, кобальтом и неактивным компонентом, изготовленным из марганца, классическая литий-ионная батарея не может решить накопляющихся проблем.
После нескольких лет исследований, проводимых Национальной лабораторией Лоуренса Беркли (Berkeley Lab), ученые добились значительного прогресса в разработке катодов батарей с использованием нового класса материалов, которые обеспечивают батареи с такой же, если не более высокой плотностью энергии, чем обычные литий-ионные батареи, но могут быть изготовлены в большом количестве из недорогих металлов. Это новое семейство материалов, известное как DRX (что означает неупорядоченные каменные соли с избытком лития), позволяет изготавливать катоды без никеля и кобальта.
Благодаря материалам DRX литиевые батареи могут стать основой для экологически безопасных аккумуляторных технологий будущего.
Очень важно, что материалы DRX обладают огромной композиционной гибкостью, соответственно, можно использовать все виды металлов в большом количестве в катоде DRX.
Источник: naukatehnika.com
Все права защищены.
Полное или частичное копирование материалов Сайта в коммерческих целях разрешено только с письменного разрешения владельца Сайта.
В случае обнаружения нарушений, виновные лица могут быть привлечены к ответственности в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.
