Оксид железа вместо графита: новый подход к анодам литий-ионных аккумуляторов

Химики из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) предложили улучшения свойств анодов литий-ионных аккумуляторов – заменой графита на наночастицы железосодержащего маггемита. При этом синтезировать маггемит микрофлюидным методом, который позволяет достаточно точно контролировать размер наночастиц и легко масштабировать процесс, добились устойчивости этого материала, а также изучили процессы, происходящие в таком аноде. Статья коллектива исследователей опубликована в Ceramics International.

Литий-ионные аккумуляторы – одна из важнейших составляющих современной цивилизации, недаром за их создание и развитие была присуждена Нобелевская премия по химии 2019 года. Классический материал анодного материала таких аккумуляторов – графит, в который в ходе заряда «встраиваются» ионы лития. Однако графит имеет свои ограничения: медленная скорость заряда и возможное образование литиевых дендритов во время этого процесса, которые могут «прорасти» к катоду и вызвать короткое замыкание.

В качестве альтернативы графиту давно уже предложен маггемит (γ-Fe₂O₃). Этот материал имеет теоретическую ёмкость втрое выше графита (до 1000 мА*ч/г), не горюч, нетоксичен и сравнительно дёшев.