Защитная плёнка Университета Арканзаса продлевает срок службы аккумуляторов до более 1000 циклов

Репортаж от Wedoany，Университет Арканзаса (University of Arkansas) нанёс на катодный материал NMC811 защитную плёнку из сульфида циркония толщиной 2 нанометра, что позволило продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов с менее 200 до более 1000 полных циклов зарядки. Исследование направлено на решение проблем снижения производительности и безопасности, вызванных выделением молекулярного кислорода в процессе эксплуатации аккумуляторов. С помощью технологии атомно-слоевого осаждения на поверхности катода был создан защитный слой, который поглощает газовые молекулы, выделяемые литиевыми соединениями, и преобразует их в структуру сульфата циркония, нейтрализуя вредные реакции.

В настоящее время NMC811 является объектом пристального внимания автомобильной промышленности благодаря своей энергоёмкости и экономической эффективности. При длительном использовании этот материал выделяет молекулярный кислород, который при контакте с токопроводящей жидкостью вызывает нежелательные и легковоспламеняющиеся реакции, снижая энергоэффективность и создавая угрозу безопасности. Хотя средний запас хода современных электромобилей уже достигает 600 километров, деградация компонентов аккумулятора остаётся основной проблемой для пользователей. Только на европейском рынке подержанных автомобилей насчитывается 2,2 миллиона электромобилей, переданных по экономическим причинам. Команда Университета Арканзаса ограничила толщину защитной плёнки до 2 нанометров на поверхности катода. Когда начинается перенос заряда, плёнка поглощает газовые молекулы, выделяемые литиевыми соединениями, и преобразует исходную плёнку в структуру сульфата циркония, которая действует как активный стабилизатор внутри герметичной системы аккумулятора, предотвращая окисление токопроводящей жидкости и образование коррозионных остатков.

Лабораторные испытания показали, что незащищённые аккумуляторы значительно теряют производительность после 200 циклов, в то время как с покрытием срок службы увеличивается до более 1000 циклов. Прототип сохранил 60% энергоёмкости после 1300 циклов зарядки. Исследователи также протестировали альтернативные соединения, такие как сульфид лития, алюминий, цинк и медь. Эта работа продолжает предыдущие исследования по химической защите аккумуляторов. Доцент кафедры машиностроения Университета Арканзаса Сянбо Генри Мэн (Xiangbo Henry Meng) руководил экспериментом и описал эту технологию как «прочный, чистый и устойчивый к окислению защитный слой на катоде аккумулятора». В Испании в 2025 году общий объём продаж легковых автомобилей составил 1 148 650 единиц, из которых 101 427 — полностью электрические модели, 124 189 — подключаемые гибриды, а доля электромобилей на рынке достигла 19,6%.