Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что команда доктора Санг-Ок Кима из Центра исследований в области накопления энергии разработала новый высокоэффективный и экономичный анодный материал для натрий-ионных батарей. По словам разработчиков, этот материал может хранить в 1,5 раза больше электроэнергии на единицу веса, чем графитовый анод, используемый в литий-ионных аккумуляторах.

При этом характеристики сохраняются после 200 циклов высокой скорости зарядки/разрядки 10 А/г.

Натрий-ионные батареи давно привлекли внимание исследователей благодаря тому, что их производство может обходиться на 40 % дешевле, чем выпуск литий-ионных батарей. Это объясняется тем, что натрий гораздо более распространен, чем литий. Однако по сравнению с ионами лития ионы натрия крупнее и, следовательно, не могут стабильно храниться в графите и кремнии, которые широко используются в качестве анодов в батареях. Для их эффективного применения требовался новый анодный материал большой емкости.

Исследовательская группа KIST использовала дисульфид молибдена (MoS2). MoS2 может накапливать большое количество электроэнергии, но не может использоваться из-за высокого электрического сопротивления и структурной нестабильности, которые возникают во время работы от батареи.

Однако команда доктора Санг-Ок Кима решила эту проблему, создав слой керамического нанопокрытия с использованием силиконового масла, которое является недорогим и экологически чистым. Этот слой позволяет создать стабильную гетероструктуру с низким сопротивлением. Кроме того, оценка электрохимических свойств анода показала, что этот материал может стабильно хранить как минимум вдвое больше электричества (~ 600 мАч/г) и может поддерживать такую емкость.

Санг-Ок Ким заявил, что метод его команды адаптирован для крупномасштабного производства анодных материалов, поможет снизить производственные затраты и, следовательно, ускорить коммерциализацию натрий-ионных батарей для производства аккумуляторов, в том числе и для электромобилей.

Ранее группа из технологического университета Чалмерса в Швеции во главе с профессором Лифом Аспом продемонстрировала батареи из углеродного волокна. Конструкция батареи представляет из себя анод из углеродного волокна и катод из алюминиевой фольги, покрытый фосфатом лития и железа, которые разделены стекловолоконным сепаратором в матричном материале структурного электролита батареи. Разработчики надеются, что в будущем такие аккумуляторы можно будет встраивать в транспорт, чтобы делать его дешевле, легче и экологичнее.

Согласно отраслевому исследованию BloombergNEF 2020 года, средняя цена литий-ионных аккумуляторов за одно десятилетие упала с $ 1191 до $ 137 за кВт*ч. Ожидается, что к 2023 году цены будут близки к $ 100. Однако автомобильная отрасль начала сталкиваться с проблемой дефицита этого металла.