Исследователи разработали новую методику, позволяющую решить проблему увеличения емкости натрий-ионных аккумуляторов.

Исследование в журнале Applied Physics Reviews совместно возглавляли профессор Олег Колосов из Ланкастерского университета и профессор Чжигао Хуан из Фуцзяньского педагогического университета, а ключевые результаты получил доцент Юэ Чен из Ланкастера и Фучжоу.

Профессор Колосов сказал: «Наномасштабные исследования перезаряжаемых аккумуляторов необходимы для разработки новых, эффективных и безопасных батарей.

«Это исследование позволит создать более дешевую и безопасную альтернативу литий-ионным батареям для хранения энергии, при этом литий будет гораздо реже и его труднее добывать по сравнению с натриевыми батареями. Ожидается, что это фундаментальное исследование в конечном итоге повысит стабильность цикла, срок службы и емкость батарейки».

Исследователи разработали уникальную технику электрохимической ультразвуковой силовой микроскопии (EC-UFM) для получения наноразмерных изображений интерфейсов в аккумуляторных батареях непосредственно во время их работы, или операндо, что было невозможно с использованием существующих методов электрохимической характеристики. EC-UFM позволил исследователям наблюдать за формированием и свойствами одного из важнейших элементов в этих батареях — твердотельного межфазного элемента (SEI), который влияет на их емкость, мощность и долговечность.

Новая технология, разработанная в рамках проекта Института Фарадея NEXGENNA, решает давнюю проблему увеличения емкости натрий-ионных батарей с использованием растворителя в качестве носителя для совместной интеркаляции натрия в угольный электрод.

Управляя формированием пассивирующего слоя SEI в процессе зарядки /разрядки аккумулятора, ученые обнаружили, как сохранить перемещение носителей заряда между электролитом и электродом, что приводит к созданию эффективных и мощных натрий-ионных батарей.