Химики нашли способ продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов

Химики из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Сколтеха (Москва) нашли способ сформировать защитную оболочку на катодах из фосфата лития-марганца.

Авторы поместили наноразмерные частицы фосфата лития-марганца в раствор с ионами железа. Смесь нагрели до 150–200°С под повышенным давлением. В этих условиях, называемых гидротермальными, на поверхности частиц большая часть ионов марганца заместилась стабильными ионами железа. В результате сформировалась защитная оболочка толщиной в несколько нанометров, содержащая стабильный обогащенный железом фосфат. При этом покрытие получилось градиентным, то есть в нем не было четкой границы между нестабильным «ядром» и стабильной «оболочкой», что крайне важно с точки зрения устойчивости покрытия при многократной зарядке-разрядке аккумулятора. Количество внедренных ионов железа и толщину покрытия авторы регулировали путем изменения температуры и длительности обработки и концентрации раствора.

«Таким образом мы получили наночастицы со структурой "ядро-оболочка": внутренняя их часть состояла из исходного фосфата лития-марганца, а внешняя — из твердого раствора этого соединения с фосфатом лития-железа. Это лишь один из примеров для реализации нашего подхода, который в целом универсален и может быть применен для самых разнообразных приложений. Предложенная технология очень проста в реализации и не требует сложного оборудования. Поэтому ее будет легко масштабировать для промышленного применения», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Олег Дрожжин, кандидат химических наук, заведующий лабораторией материалов для электрохимических процессов химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.