Оловянная пена повышает эффективность литий-ионных аккумуляторов

В Берлинском центре материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) ученые добились заметных успехов в создании новых материалов для литий-ионных батарей. Исследователи продемонстрировали, что пористая оловянная пена эффективнее снижает механическую нагрузку во время циклов зарядки, чем стандартные электроды.

Традиционные литий-ионные аккумуляторы используют многослойный графитовый электрод и оксид кобальта. При зарядке ионы лития перемещаются в графит, не вызывая значительных изменений объема. Однако ограниченная емкость графита стимулирует поиск альтернативных материалов.

Металлические электроды, такие как олово или алюминий, могут обеспечить более высокую емкость. Однако они сильно расширяются при поглощении лития, что приводит к структурным изменениям и усталости материала.

Олово особенно привлекательно из-за его высокой емкости и доступности. Одним из способов создания устойчивых металлических электродов является использование пористой металлической пены.

Команда HZB исследовала различные типы оловянных электродов с помощью рентгеновской визуализации. Эксперименты проводились на синхротроне BESSY II.

Исследователи обнаружили, что оловянная пена с порами микрометрового размера значительно снижает механическое напряжение при расширении. Это делает оловянные пены перспективным материалом для литиевых аккумуляторов.