Гібридний полімер подвоює ресурс літій-іонних акумуляторів

Науковці з Університету Сонгюнкван та Сеульського національного університету розробили двокомпонентне гібридне полімерне зв’язувальне (DHP), яке суттєво підвищує довговічність літій-іонних акумуляторів для електромобілів. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Communications.

Однією з ключових проблем сучасних батарей є деградація товстих електродів, які використовують для збільшення запасу ходу. Під час виробництва традиційне зв’язувальне на основі полівініліденфториду (PVDF) розподіляється нерівномірно, через що електроди тріскаються, втрачають провідність і швидко зношуються.

Новий матеріал поєднує спандекс, що забезпечує високу еластичність і стійкість до механічних навантажень, та поліакрилову кислоту, яка формує міцні хімічні зв’язки між компонентами батареї. Крім того, під час перших циклів заряджання DHP сприяє утворенню шару, який полегшує рух іонів літію всередині електрода, покращуючи роботу навіть за високої щільності активного матеріалу.

Випробування показали, що нове зв’язувальне має майже вдвічі більшу міцність зчеплення порівняно зі звичайними матеріалами. У тестах на промислових пакетних елементах стандартні товсті електроди починали суттєво втрачати працездатність після приблизно 95 циклів заряджання, тоді як акумулятори з DHP зберегли 86,8% початкової ємності навіть після понад 200 циклів.

Важливою перевагою технології є її сумісність із чинними виробничими лініями. На відміну від багатьох інноваційних рішень для акумуляторів, DHP не потребує дорогого переоснащення заводів або зміни методів виробництва. За словами авторів, це значно пришвидшить впровадження технології в промисловість і сприятиме створенню електромобілів із більшим запасом ходу та довшим терміном служби батарей.