🚨🆕 Ученые лаборатории процессов в химических источниках тока #ИФХЭ РАН рассказали о н...
🚨🆕 Ученые лаборатории процессов в химических источниках тока #ИФХЭ РАН рассказали о новом направлении в области аккумуляторов – безанодных натриевых аналогах ℹ️ Внутри всем известного литий-ионного аккумулятора, который стоит в каждом смартфоне, или его аналога натрий-ионного аккумулятора находятся два электрода: отрицательный – анод и положительный – катод. Анод представляет собой медный токоотвод, покрытый активным материалом, обычно слоем графита. В этот графит при заряде аккумулятора внедряются ионы щелочного металла (лития или натрия). Катод состоит из алюминиевого токоотвода и активного материала, содержащего щелочной металл – литий или натрий. Этот материал служит источником ионов щелочного металла: при заряде они уходят с катода и через электролит переходят на анод, а при разряде возвращаются обратно. В разряженном безанодном натриевом аккумуляторе анод – это голый токоотвод, например, медная пластина. Когда аккумулятор заряжается, ионы натрия выходят из активного материала катода, проходят через электролит и осаждаются на аноде – прямо на поверхности медной пластины. Активный слой анода «вырастает» прямо в процессе заряда аккумулятора. При разряде натрий растворяется обратно в электролит, и анод снова становится голым. 🔋 Поскольку на аноде нет активного материала, аккумулятор получается легче, а значит, повышается удельная емкость – количество энергии, запасенной на единицу массы. Выигрыш в удельной энергии может достигать двукратного значения. Но это не главное. Важно, что в процессе сборки безанодного натриевого аккумулятора не используется металлический натрий, и, следовательно, эту работу можно проводить в обычном помещении, а не в специальных герметичных боксах. Более того, в натриевых аккумуляторах в качестве токоотвода можно использовать не только медь, но и более дешевый алюминий, потому что натрий, в отличие от лития, не внедряется в алюминий. 💬«Безанодные натриевые аккумуляторы значительно проще и дешевле в сборке и изготовлении, потому что при их производстве нет операций по изготовлению интеркаляционных анодов. По той же причине упрощается утилизация отслуживших свой срок батарей», – поясняет зав. лабораторией процессов в химических источниках тока #ИФХЭ РАН, д.х.н. Татьяна Львовна Кулова. ⛔️ Одно из препятствий на пути к промышленному выпуску безанодных аккумуляторов – рост дендритов. Щелочной металл осаждается на токоотвод неравномерно, образуя древовидные наросты. Дендриты растут непредсказуемо и могут прорасти через сепаратор – разделительную мембрану между анодом и катодом. Тогда электроды замыкаются и аккумулятор выходит из строя. Одним из способов борьбы с дендритами является замена жидкого электролита на твердый. Так как в твердотельном электролите контакт между поверхностями происходит не по всей площади, а лишь в отдельных точках, то это создает пустоты, приводит к неравномерному распределению плотности тока и, как следствие, способствует образованию дендритов. При этом из-за уменьшения активной площади поверхности возрастают плотность тока и межфазное сопротивление. 🚗🔋Исследования, которые ведутся сегодня в лабораториях, включая #ИФХЭ РАН, закладывают фундамент для аккумуляторов будущего – более доступных, безопасных и энергоемких. Можно ожидать, что будут производиться батареи, на которых автомобиль сможет проехать без подзарядки почти 1000 км. Работа опубликована в двух дополняющих друг друга статьях в журналах 📕 Russian Journal of Electrochemistry, 2025, Vol. 61, No. 12, pp. 939–956. Pleiades Publishing, Ltd., 2025 (DOI: 10.1134/S1023193525700272 ) и Batteries, 2025, 11(8), 292 (DOI: 10.3390/batteries11080292) 🔗 Подробнее на нашем сайте https://www.phyche.ac.ru/all-news/mass-media/my-v-smi/item/1735-akkumulyatory-bez-anoda-pochemu-uchenye-delayut-stavku-na-natrij-i-kakie-problemy-eshche-predstoit-reshit #ИФХЭ новости