Исследователи из Университета Райса (США) обнаружили способ выжать из технологии литий-ионных батарей еще немного пользы. Экспериментируя с альтернативными материалами, они построили композитный электрод из гильсонита и графена. Первый является производным асфальта, второй известен своими свойствами проводника – их комбинация помогла сделать полезное открытие.
Трубку из гильсонита и графена покрыли литием путем электрохимического осаждения и получили анод. Пару ему составил катод из сернистого углерода – получилась батарея нового вида, названная асфальт-литиевой. Ее отличает небывалая емкость, что обусловлено пористой структурой асфальтовой составляющей. Экспериментальный образец имеет показатели удельной мощности 1322 Вт на 1 кг массы и плотность энергии 943 Втч/кг. При этом плотность тока в ней достигает 20 мА на кв. см, а это значит, что такая батарея перезаряжается куда быстрее традиционной литий-ионной.
Фрагменты асфальт-литиевых анодов под электронным микроскопом
После 500 циклов зарядки/разрядки изобретатели вывели среднее время выполнения процесса: 5 минут — вместо привычных 2-3 часов. Но и это еще не все – ученые из Университета Райса не просто так начали работать с асфальтом, ранее они уже обнаружили, что использование материалов на основе углерода минимизирует риск образования паразитных дендритов в батарее. Эти литиевые «щупальца» могут протягиваться между электродами и вызывать короткие замыкания, вплоть до самовозгорания. Асфальт помогает устранить эту проблему.
Последний аргумент – производство электродов из асфальта будет куда дешевле, чем выращивание углеродных нанотрубок. Емкие, быстрозарядные, недорогие, лишенные риска короткого замыкания. Пожалуй, о таких батареях и мечтает человечество.Источник — Rice University
Источник: