Создана рекордная по плотности энергии литий-воздушная батарея

Основной компонент новой литий-воздушной батареи – твердотельный электролит. В отличие от жидких, они не подвержены протечкам и возгораниям, то есть много безопаснее. Но это еще не все – химия новой батареи позволяет увеличить плотность энергии в четыре раза по сравнению с литий-ионной. Это значит, что запас хода аккумулятора станет в разы больше.

«У этой литий-ионной батареи самый высокая заданная плотность энергии среди любых батарей, которые считаются следующим поколением после литий-ионных», - заявил Ларри Кертисс.

В литий-воздушных батареях предыдущих конструкций литий в литий-металлическом аноде двигался через жидкий электролит, чтобы в процессе разрядки соединиться с кислородом и превратиться в пероксид лития или супероксид лития на катоде. В ходя зарядки пероксид или супероксид снова расщепляется на литий и оксид.

Новый твердотельный электролит состоит из керамического полимерного материала из относительно недорогих элементов в виде наночастиц, https://phys.org/news/2023-02-lithium-air-battery-longer-ran... Phys.org. В результате химической реакции в фазе разрядки вырабатывается оксид лития. Суть в том, в реакции с супероксидом или пероксидом лития на одну молекулу кислорода приходится один или два атома электрона, тогда как в случае оксида лития – четыре. Чем больше электронов – тем выше плотность энергии.

Ученым удалось разработать первую литий-воздушную батарею, способную достичь четырехэлектронной реакции при комнатной температуре. Также она может работать с кислородом, полученным из воздуха окружающей среды.

Это позволит отказаться от кислородных баллонов. А испытания показали, что новая батарея способна выдерживать до 1000 циклов зарядки-разрядки без потери стабильности.

Японские ученые https://hightech.plus/2022/01/21/sozdana-litii-vozdushnaya-b... в прошлом году рекордных показателей плотности энергии экспериментальной литий-воздушной батареи — свыше 500 Вт*ч/кг, что намного выше, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов. Второе важное достижение — новая батарея может заряжаться и разряжаться при комнатной температуре.