Разработанная асфальт-литиевая батарея заряжается за 5 минут. Устройство основано на использовании пористого углеродного материала, полученного из асфальта, в качестве матрицы для покрытия из лития.
Литий является многообещающим анодным материалом для литий-ионных батарей из-за своей высокой удельной мощности и чрезвычайно низкого электрохимического потенциала. Его основным недостатком является склонность к образованию дендритов, которые могут привести к короткому замыканию или взрыву батареи.
Решение проблемы разработали исследователи из университета Райса. Оно основано на использовании пористого углеродного материала, полученного из асфальта, в качестве материала-матрицы для покрытия Li. Асфальт смешивали с проводящими наночастицами графена и наносили путем электрохимического осаждения. Затем анод объединяли с карбонизированным углеродным катодом, чтобы полностью заряжать батареи для тестирования.
Полученное устройство продемонстрировало исключительную стабильность после более чем 500 циклов заряда-разряда. Плотность тока 20 миллиампер на квадратный сантиметр подтверждает возможность использования материала в устройствах быстрой зарядки и разрядки, которые требуют высокой плотности мощности. Батареи показали мощную плотность 1332 Вт на килограмм и плотность энергии 943 Вт/ч на килограмм.
Дополнительные преимущества разработки: возможность полностью заряжать батареи за пять минут, а не обычные два часа или более как для других батарей. А также использование производной асфальта привело к уменьшению образования Li-дендритов.
Изображения сканирующего электронного микроскопа показывают анод из асфальта, графеновых наноуглеродов и лития слева и того же материала без лития справа. Материал был разработан в Университете Райса и демонстрирует возможность использовать литиевые батареи большой емкости, которые заряжаются в 20 раз быстрее, чем коммерческие литий-ионные батареи.
Courtesy of the Tour Group
Источник: http://news.rice.edu/2017/10/02/asphalt-helps-lithium-batteries-charge-faster/