Сотрудники химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова синтезировали перспективный материал для аккумуляторов нового поколения.
Стоимость основного рабочего катиона натрий-ионного аккумулятора примерно в 100 раз ниже, чем у литий-ионного, поскольку химические свойства натрия позволяют использовать лёгкий и недорогой алюминий вместо меди. Однако у перспективной технологии есть существенный недостаток: батарея на основе карбоната натрия имеет на 30—50% больший размер, нежели литиевый аналог, при аналогичной энергоёмкости. Впрочем, российские учёные нашли способ устранить эту проблему.
«Группа Олега Дрожжина обнаружила интересную структуру, ранее описанную только для крупных щелочных катионов — калия, рубидия, цезия, — и попробовала синтезировать новое соединение с натрием с целью проверить его электрохимические свойства. Они оказались уникальными», — прокомментировал результат работы и. о. декана химического факультета МГУ, член-корреспондент РАН Степан Калмыков.
При этом энергоёмкость новой структуры оказалась всего на 20% меньше, чем у литиевого катодного материала LiCoO2.
Ещё одно важное свойство синтезированного материала — крайне малое изменение его объёма (всего 0,5%) при заряде и разряде батареи. Схожими характеристиками обладает лишь литий-титановый анодный материал, который используется в современных аккумуляторах электрокаров и электробусов.
«Чем меньше меняется объём материала при заряде-разряде, тем дольше он сможет стабильно работать. Множество соединений так и не нашли применения в аккумуляторах из-за значительного изменения в объёме», — пояснил руководитель исследования Олег Дрожжин.
В ближайшее время учёные планируют улучшить электрохимические свойства соединения и, как следствие, характеристики полученного материала.