Российские учёные в ходе исследовательской работы установили, что электроды на базе полиароматических углеводородов, в которых содержатся атомы нескольких металлов, превосходят по некоторым важным характеристикам классические электроды из графита, которые сейчас применяются при производстве аккумуляторных батарей. Об открытии, которое может изменить отрасль, сообщили в пресс-службе «Сколтеха».
«Ёмкость всех изученных кристаллов полиароматических углеводородов с металлами значительно превосходит стандартные значения для графита. Например, емкость с литием, натрием, калием и рубидием в 1,2-1,3 раза выше аналогичного показателя для графита. А при добавлении магния и кальция эта величина достигает еще больших значений — порядка 2,3-2,6 раза», — пояснил профессор «Сколтеха» Александр Квашнин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
На сегодняшний день аноды чаще всего производятся из графита. Несмотря на большое количество плюсов, у этого материала есть и свои минусы, и один из главных — ограниченная ёмкость. Кроме того, для изготовления графита исходный материал необходимо нагревать до 3000°С. Это осложняет производственный процесс и повышает себестоимость аккумуляторов.
«Последние несколько лет ученые активно смотрят в сторону создания анодов из органических материалов, таких как полиароматические углеводороды. Они дешевле и даже более емкие, чем графит. В нашей новой работе мы взяли четыре полиароматических углеводорода — нафталин, антрацен, тетрацен и пентацен — и встроили в пустоты между их молекулами различные атомы — литий, натрий, кальций, магний, рубидий и калий», — добавил старший научный сотрудник «Сколтеха» Илья Чепкасов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Исследования и опыты показали, что добавление этих материалов в структуру полиароматических углеводородов улучшает характеристики анодов на их основе, включая и ёмкость — это один из главных параметров литиевых батарей. Учёные пояснили, что лучшими свойствами обладали соединения из тетрацена или пентацена, а также кальция, лития или натрия.
В «Сколтехе» надеются, что собранная ими доказательная база в обозримом будущем поможет создать идеальную замену для графитовых анодов, сделав их более надёжными и долговечными, а также снизив стоимость их производства.
