Дослідники з Центрального науково-дослідного інституту електроенергетики (CRIEPI) в Японії розробили новий тип катода, який покращує продуктивність літій-іонних батарей, у яких використовують іонну рідину як електроліт.
На відміну від органічних розчинників, які зазвичай використовують як електроліт у літій-іонній акумуляторній батареї, іонні рідини кімнатної температури (RTIL) є негорючими і нелеткими. Однак у РТІ не вистачає електрохімічної стабільності аж до потенціалу відновлення літію.
Батареї, розроблені з новим катодом, мають на 30% більшу ємність для зберігання заряду і можуть заряджатися втричі частіше, ніж інші літій-іонні батареї з іонним рідким електролітом, згідно з CRIEPI.
Дослідники використовували суміш катіонів амонію та імідних аніонів у рідині. Сепаратор, що просочується в цій рідині, затиснутий між катодом і анодом. Під час зарядки іони літію розчиняються з катода і мігрують на анод через сепаратор.
Щоб виготовити новий катод, команда застосувала нанолідер оксиду цирконію (ZrO2) на катоді літій-кобальту (LiCoO2). У попередніх версіях катода частинки оксиду кобальту літію виділяли кисень при високій напрузі під час підзарядки, окислення і руйнування катіонів в іонній рідині.
Покриваючи частинки, інститут поліпшив стабільність матеріалу катода, тим самим даючи змогу перезаряджати батарею з використанням більш високої напруги.
У результаті виходить акумуляторна батарея з вищою ємністю для зберігання заряду і здатністю обробляти вдвічі-втричі більше циклів перезарядки, як порівняти зі своїми попередниками. Незважаючи на те, що нещодавно розроблена акумуляторна батарея втрачає 15% ємності заряду після 100 циклів перезаряджання, вона являє собою крок вперед у спробі розробити практичну літій-іонну батарею на основі іонного рідкого електроліту.