Ученые из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) запатентовали катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов на основе слоистых оксидов переходных металлов с повышенным содержанием никеля. Новый материал, полученный с помощью гидротермальной обработки и микроволнового излучения, прослужит примерно на 10% дольше, чем аналогичные материалы, представленные на рынке. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Power Sources.
     
     Сначала учёные получили несколько прекурсоров, то есть промежуточных веществ, необходимых для исследования. Первым веществом был прекурсор гидроксида, в котором катионы никеля, марганца и кобальта были смешаны на атомном уровне. Учёные смешали это вещество с водным раствором мочевины и источником кобальта и поместили его в гидротермальную микроволновую печь, где смесь обрабатывалась в течение 15 минут. В результате получился прекурсор, равномерно покрытый оболочкой, обогащённой кобальтом. На заключительном этапе прекурсор смешивали с источником лития и подвергали термической обработке при высоких температурах. Это позволило значительно ускорить процесс производства по сравнению с методом соосаждения, при котором растворы солей заливают в осадитель и процесс занимает более 12 часов.
     
     "Мы используем гидротермическую микроволновую обработку для нанесения на поверхность сферических частиц катодного материала-прекурсора тонкого слоя гидроксида кобальта. Затем, во время высокотемпературного литирования, в приповерхностном слое образуется градиент концентрации и формируется уникальная морфология: первичные частицы расположены в агломерате радиально, а не хаотично, как в случае с другими материалами, доступными на рынке", - Александр Савин, старший научный сотрудник Центра энергетических наук и технологий, Сколтех.
     
     По расчётам авторов, новый материал может продлить срок службы литий-ионного аккумулятора примерно на 10%. Ещё одним преимуществом является возможность увеличить энергоёмкость аккумулятора. Сегодня Сколтех производит прототипы литий-ионных аккумуляторов с удельной энергоёмкостью 250 ватт-часов на килограмм (Вт·ч/кг), которую можно увеличить до 300 Вт·ч/кг с помощью нового катодного материала. В конечном счёте это повысит эффективность устройств хранения энергии.
     
     
     Источник:
     http://www.elec.ru