Исследователи показали, что координационные полимеры можно использовать для создания долговечных стабильных аккумуляторов с высокой скоростью заряда/разряда.
Большинство существующих устройств запасания энергии полностью заряжаются примерно за час или дольше, что ограничивает их применение. Это связано с тем, что при ускорении зарядки резко снижается емкость активных анодных материалов, такого как графит. Чтобы избежать этого, материалы должны иметь высокие показатели ионной и электропроводности.
Команда ученых из Скотеха с коллегами занималась поиском подходящих вариантов и изучала координационные полимеры из ароматических аминов и солей переходных металлов.
Хотя изначальная проводимость линейных полимеров никеля и меди на основе тетрааминобензола была хуже, чем у двумерных аналогов, но оказалось, что при легировании литием из них можно изготавливать аноды, которые смогут полностью заряжаться и разряжаться менее чем за 60 секунд.
Ученые также установили, что полученные анодные материалы остаются стабильными при быстрой зарядке/разрядке и даже после 20 тыс. циклов сохраняют до 79% от максимальной емкости.
Помимо этого, оказалось, что полимер на базе меди можно использовать для создания катода с высокой емкостью. Хотя в данном случае добиться стабильной работы пока не удалось, но команда надеется решить это с помощью оптимизации его структуры.
Напомним, что недавно индийские ученые изготовили прототип железо-ионного аккумулятора с анодом из мягкой стали, емкость которого достигает уровня 55-60% литий-ионного.
текст: Илья Бауэр, фото: Сколковский институт науки и технологий, tildacdn