Ученые обнаружили, что перемещение ионов фтора помогает твердому электролиту быстрее перемещать литий, достигая рекордной проводимости.
Читайте далее: Первый в своем роде компонент на основе бора обеспечивает дополнительную безопасность малому реактору мощностью 77 МВт.
Более безопасный твердый электролит для литий-ионных батарей достиг рекордной проводимости в 16,3 миллисименса на сантиметр (мСм/см) после того, как ученые выяснили, как ионы лития перемещаются в этом материале.
Исследователи из Нагойского университета в Японии обнаружили, что ион фтора внутри материала слегка смещается всякий раз, когда ион лития перемещается на вакантное место. Это движение фактически расчищает путь для ионов лития, снижая энергетический барьер, необходимый для их перемещения через электролит.
Полученные результаты могут помочь исследователям в разработке твердотельных батарей, сочетающих в себе безопасность материалов на основе оксидов с высокой ионной проводимостью, обычно характерной для электролитов на основе сульфидов.
Материал, известный как LLNOF, привлек внимание еще в 2024 году, когда исследователи сообщили о его проводимости в 7 мСм/см. Однако причина необычно быстрого движения ионов лития оставалась неясной.
Фторид освобождает место
В качестве альтернативы жидким электролитам, используемым в обычных литий-ионных батареях, изучаются твердые электролиты. Жидкие электролиты могут загореться при повреждении батареи, а некоторые высокопроводящие сульфидные и хлоридные электролиты могут выделять токсичные газы при воздействии влаги.
Оксидные и оксифторидные материалы, как правило, более прочны и электрохимически стабильны, но их проводимость ионов лития обычно ниже.
«На данном этапе безопасность и ионная проводимость представляют собой компромисс», — сказал Такеши Ядзима, доцент кафедры проектирования и инноваций в области материаловедения Нагойского университета. «Оксифториды безопаснее, но обладают низкой проводимостью, в то время как сульфиды обладают высокой проводимостью, но могут быть опасны».
Больше новостей из мира энергетики
Посмотреть все 
Электроника, прошедшая испытания в Формуле-1, обеспечивает быстрое развертывание ядерных микрореакторов.
Sourse: interestingengineering.com
