Новый электролит для аккумуляторов решает проблему дендритов: зарядка за 12 минут и пробег 800 км

Южнокорейские исследователи из Корейского института передовых наук и технологий (KAIST) совместно с LG Energy Solution разработали новый электролит для литий-металлических аккумуляторов, который позволяет электромобилям заряжаться всего за 12 минут и проезжать на одной зарядке до 500 миль (примерно 804,7 км).

Ключевым прорывом в этой разработке стало решение одной из главных проблем аккумуляторов — образования дендритов (Dendrites).

В отличие от традиционных литий-ионных аккумуляторов с графитовым анодом, литий-металлические батареи используют чистый литиевый анод, что обеспечивает значительно более высокую плотность энергии. Однако при зарядке на поверхности анода могут образовываться древовидные кристаллы лития — дендриты.

Эти дендриты не только снижают производительность аккумулятора, но и способны прокалывать сепаратор, приводя к короткому замыканию и создавая серьезные риски безопасности. Это одна из основных проблем современных силовых батарей.

Корейская исследовательская группа, изучив механизм образования дендритов, обнаружила, что их рост запускается «неравномерной межфазной когезией на поверхности лития».

На основе этого открытия команда разработала инновационный жидкий электролит «подавляющий когезию», чья анионная структура обладает слабым сродством к связыванию ионов лития. Это обеспечивает равномерное осаждение лития на аноде и эффективно подавляет образование дендритов даже в режиме быстрой зарядки.

Экспериментальные данные показали, что батареи с новым электролитом демонстрируют отличные результаты в течение более 350 циклов зарядки-разрядки, заряжаясь с 5% до 70% всего за 12 минут.

Моделирование подтвердило, что высокоплотная конструкция батареи (с плотностью энергии 386 Вт·ч/кг) способна заряжаться с 10% до 80% за 17 минут, открывая новые пути для сверхбыстрой зарядки и сверхвысокой плотности энергии.