Российские ученые выяснили, почему литий-воздушные аккумуляторы деградируют так быстро

В наши дни литий-ионные аккумуляторы используются не только в электрокарах, но и в смартфонах и планшетах, и даже самолетах. Растущие требования к источникам питания мотивируют ученых на поиски альтернативных вариантов – аккумуляторов более высокой емкости.

Такой альтернативой литий-ионным могут стать литий-воздушные элементы питания. Их преимущество в том, что при той же массе они обладают емкостью в пять раз большей. Однако у них есть существенный недостаток – положительно заряженный электрод, изготовленный из углерода, слишком быстро деградирует. Достаточно лишь десятка циклов разрядки/зарядки литий-воздушного аккумулятора, чтобы он окончательно вышел из строя без шансов на восстановление.

Ученые Московского госуниверситета решили установить причину этого явления. В основе работы аккумулятора - окислении Li кислородом до Li2O2 (пероксид лития). В результате проведенных исследований был сделан следующий вывод: электрод быстро деградирует при вступлении углерода в реакцию с высокоактивным и при этом живущим всего несколько секунд супероксидом лития LiO2. За это минимум времени он успевает, однако, окислить углерод поверхности электрода. Иностранные ученые ранее пришли к выводу о том, что электрод разрушается от взаимодействия с пероксидом лития Li2O2.

Предоставленные россиянами доказательства ошибочности их вывода будут иметь далеко идущие последствия для создания нового поколения АКБ.