Ученые из Национальной лаборатории Ок-Риджа (ORNL) преодолели барьер, препятствующий использованию более доступного сухого способа производства литий-ионных аккумуляторов, используемых в автомобилях и электронных устройствах. Полученные батареи обеспечивают больший расход электроэнергии и снижают риск перегрева. Результаты исследования опубликованы в журнале
Сухая обработка – это способ создания электродных пленок, исключающий применение влажных органических растворителей. Такой подход позволяет избежать увеличения производственных площадей, сократить время и энергозатраты, а также упростить утилизацию отходов и снизить затраты на запуск производства. Тем не менее, пленки, полученные методом сухой обработки, обладают низкой прочностью на разрыв. Для решения данной проблемы исследователи из ORNL использовали длинные углеродные волокна и провели испытания аккумуляторов, изготовленных из этого материала. В результате было установлено, что разработанные пленки приобрели большую прочность и гибкость. Использование длинных волокон повысило механическую устойчивость материала, обеспечивая при этом более быструю передачу электронов для ускоренной зарядки.
«По словам ученого Джасвиндер Шарма, в отличие от других, кто изучал наноразмерные углеродные волокна, ORNL первой начала использовать длинные углеродные волокна. Экономия на используемых химических веществах могла бы превысить стоимость самого волокна, которое составляет всего 1% от общего веса.
«Это следующий шаг на пути к более широкому применению электродов, изготовленных методом сухой обработки», — заявил учёный. «Отказ от дорогостоящих растворителей и упрощение производственного процесса позволяют этому методу претендовать на конкурентоспособность на мировом рынке».
[Фото: Carlos Jones/ORNL, U.S. Dept. of Energy]