В России придумали как уйти от токсичного лития в аккумуляторах

В России придумали как уйти от токсичного лития в аккумуляторах

28 сентября 2023


Российские ученые синтезировали новый материал для натрий-ионных аккумуляторов


автор

Александр Климнов, фото motor.ru



В последние годы резко возрос интерес к созданию натрий-ионных аккумуляторов, альтернативных уже привычным литий-ионным батареям, к тому же отличающимся повышенной морозостойкостью.

Натрий (11-й номер в периодической таблице Менделеева и 6-й по распространенности в земной коре – авт.) – более дешевая альтернатива литию, в том числе для анода – электрода отрицательного заряда, который выступает «антиподом» катода, т.е. положительно заряженным электродом. Ионы натрия во время заряда аккумулятора перемещаются от катода к аноду через электролит (проводник электрического тока), а во время разряда – от анода к катоду.

Ученые из Института неорганической химии им. А. В. Николаева Сибирского отделения Института неорганической химии (СО) РАН попытались создать такой материал из дисульфида молибдена, который используется в качестве смазки для двигателей, и графена – двумерного кристалла, состоящего из одиночного слоя атомов углерода, собранных в гексагональную решетку. Задача исследователей состояла в том, чтобы путем точных замен или удаления атомов химических элементов в синтезируемом материале задавать ему такие характеристики (емкость, стабильность, длительность работы), которые позволят ионам натрия эффективно взаимодействовать с ним.

Кандидат физико-математических наук Анастасию Федоренко цитирует Российский научный фонд: «Мы можем убрать атом серы или молибдена из материала, и у нас появятся пустые места, так называемые “вакансии”. В них мы помещаем атомы других химических элементов, например, азота, никеля, селена или кобальта. Любые наши действия будут изменять реакционную активность и электропроводность материала, влияя на его функциональные характеристики».

Емкость аморфных углеродных материалов, используемых в качестве анода литий-ионных аккумуляторов, обычно не превышает 300 миллиампер-часов на грамм (мА·ч/г), при этом такие материалы теряют порядка 20 % своей емкости после 1000 циклов работы аккумулятора.

Как показали эксперименты, проведенные с использованием синхротронного излучения, новый материал демонстрирует хорошую стабильность (способность сохранять свои свойства с течением времени) и высокую энергоемкость на уровне 320 мА·ч/г, при этом его свойства сохраняются на протяжении 1200 циклов заряда и разряда аккумулятора.

Так, что новый материал, с высокой вероятностью, найдет коммерческое применение, в том числе, очевидно, и в ячейках тяговых аккумуляторных батарей для электромобилей и электробусов.

Кстати, китайская фирма CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited) – крупнейший поставщик батарей для электромобилей, сотрудничающий с BMW, Mercedes-Benz, Geely и десятком других производителей по всему миру, представила в августе LFP-батарею, поддерживающую токи 4С, позволяющую сверхбыструю зарядку с 0% до 80% всего за 10 минут, что позволяет BEV проезжать до 700 километров. При этом плотность энергии у получившейся батареи относительно невелика – только 160 Вт·ч на килограмм против 285 Вт·ч на килограмм в среднем у литий-ионных ячеек.
1.gif
Массовое производство аккумуляторов, получивших название Shenxing (что-то вроде «божественной скорости»), начнется до конца этого года. А первые электромобили с такими батареями появятся на рынке в I квартале 2024-го.

P.S. Отечественная электротехническая, электронная и автомобильная промышленность в условиях санкций особенно остро нуждается в собственных ноу-хау, которые должны повысить технологический уровень выпускаемой продукции, включая автомобильную. Кстати, морозоустойчивость натрий-ионных аккумуляторов (при –20°С сохраняет свыше 90% емкости) для нашего климата – одна из принципиально важных характеристик!

Следите за новостями на портале www.rim3.ru

Наш интернет магазин: https://irim3.ru/

Загрузка

Подписаться

Подписаться бесплатно.


  • Комментарии
Загрузка комментариев...

«Росамтом» создал универсальный аккумулятор для электротранспорта

«Росамтом» создал универсальный аккумулятор для электротранспорта

«Росатом» показал на «Атомэкспо-2024» универсальную аккумуляторную батарею для электротранспорта

26.03.2024

АВТОВАЗ запатентовал логотип e-Largus

АВТОВАЗ запатентовал логотип e-Largus

Электромобили e-Largus получат собственный логотип

20.03.2024

Apple отступилась от проекта электромобиля и робокара Titan

Apple отступилась от проекта электромобиля и робокара Titan

Убытки по закрытому проекту электромобиля Titan компании Apple составили свыше $10 миллиардов

04.03.2024

Электрические ситибусы «ГАЗель e-City» сделали шаг к серии

Электрические ситибусы «ГАЗель e-City» сделали шаг к серии

Горьковский автозавод выпустил опытно-промышленную партию электробусов малого класса «Газель е-Сити»

01.03.2024

Российский предсерийный электромобиль «Атом» стал «деликатнее» прототипа

Российский предсерийный электромобиль «Атом» стал «деликатнее» прототипа

Адаптация отечественного электромобиля «Атом» к серийному производству продвигается успешно

28.02.2024

Европейским автомобилем 2024 года стал электрокроссовер Renault Scenic E-Tech

Европейским автомобилем 2024 года стал электрокроссовер Renault Scenic E-Tech

Победителем европейского конкурса Car of the Year в 7-й раз стала модель бренда Renault

27.02.2024

Солнечный навес Paired Power зарядит электромобили

Солнечный навес Paired Power зарядит электромобили

Автономная зарядка от компании Paired Power для электромобилей работает от солнца

22.02.2024

Возврат к списку