Литий-ионные аккумуляторы станут выносливее без смены технологий

Срок службы аккумуляторов в смартфонах, ноутбуках и электромобилях может заметно вырасти — и без перехода на дорогие или экзотические технологии. Учёные предложили относительно простой химический подход, который позволяет замедлить деградацию литий-ионных батарей и сохранить их ёмкость на более длительный срок.

Как пишет издание boda.su, основная проблема таких аккумуляторов хорошо известна: с каждым циклом зарядки и разрядки материалы внутри батареи постепенно разрушаются. В классической конструкции литий-ионного элемента есть анод, катод и электролит, по которому перемещаются ионы лития. На аноде в первые циклы эксплуатации формируется защитный слой, который стабилизирует работу батареи и предотвращает дальнейшее разрушение электролита — этот процесс давно изучен и считается полезным.

С катодом всё сложнее. При высоких напряжениях и длительной нагрузке электролит продолжает вступать в нежелательные реакции, из-за чего защитный слой оказывается нестабильным. Именно это ускоряет износ батареи и приводит к потере ёмкости, особенно в мощных устройствах и электромобилях.

Решение, на которое обратили внимание исследователи, не требует радикального пересмотра конструкции аккумуляторов. Речь идёт о добавлении специальных химических компонентов прямо в электролит. Эти добавки первыми реагируют с поверхностью катода и формируют более устойчивую защитную плёнку, которая снижает побочные реакции и замедляет разрушение материалов.

Эксперименты показывают, что даже недорогие и хорошо известные химические соединения способны заметно увеличить количество рабочих циклов батареи. При этом не нужны редкие материалы или сложные производственные процессы — подход совместим с существующими технологиями.

Учёные считают, что такая оптимизация особенно важна для электромобилей и портативной электроники, где долговечность аккумулятора напрямую влияет на стоимость владения и срок службы устройства. Пока метод находится на стадии исследований, но он уже рассматривается как одно из самых перспективных направлений развития литий-ионных батарей.