Российские ученые в составе международной группы разработали наноматериал, который может заменить низкоэффективный графит в литий-ионных батареях.

Увеличить емкость аккумуляторов взялись специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».Они синтезировали новый наноматериал. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.

Литий-ионные батареи сейчас применяются в качестве аккумуляторов в большинстве сфер — от бытовых приборов до смартфонов и электромобилей. В них ионы лития перемещаются от отрицательного анода к положительному катоду. Емкость таких батарей сильно ограничивается возможностями графита — основного анодного материала. Ученые получили новый материал для формирования анода, который может существенно продллить срок службы батареи.

«Полученные нами пористые наноструктурные микросферы состава Cu0,4Zn0,6Fe2O4 в качестве материала анода обеспечивают емкость втрое выше, чем у существующих на рынке батарей, при этом позволяя увеличить число циклов зарядки-разрядки в 5 раз по сравнению с другими перспективными альтернативами графиту. Такое улучшение достигается за счет синергетического эффекта при сочетании особой наноструктуры и состава использованных элементов», — рассказал ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСиС Евгений Колесников.

При синтезировании материала специалисты используют одноступенчатый метод спрей-пиролиза: водный раствор с ионами нужных металлов превращают в туман при помощи ультразвука, а затем воду при температурах до 1200 °С выпаривают с разложением исходных солей металлов. После этих манипуляций появляются пористые сферы достаточной для работы в литий-ионной систем пористости.