Без вечных химикатов. В Южной Корее нашли способ ускорить зарядку электромобилей

Об этом сообщает Interesting Engineering.

Совместная разработка способна одновременно увеличить запас хода электромобилей, ускорить зарядку и удешевить производство. Такой эффект обеспечивают графитовые гранулы с контролируемой формой.

Производители давно хотели перейти на сухой метод, полностью обходящий стандартный процесс с влажной суспензией. Такой подход позволяет уменьшить площадь заводов и сократить выбросы, поскольку не требует использования токсичных растворителей и энергоемких печей. Но помехой служил связующий материал — политетрафторэтилен (PTFE), более известный как тефлон. Он относится к вечным химикатам (PFAS), разрушается внутри анода и подпадает под строгие экологические запреты. До недавнего времени считалось, что изготовить сухой электрод без PTFE практически невозможно.

Корейцы заменили PTFE на экологичный материал CMC-SBR, который давно применяется в обычном производстве аккумуляторов. Но одной замены клея оказалось недостаточно — пришлось переработать сами графитовые частицы. В стандартных анодах они плоские и при сухом прессовании плотно укладываются друг на друга. Из-за этого литиевые ионы вынуждены преодолевать длинные обходные пути вдоль краев пластин.

Чтобы исправить это, исследователи применили распылительную сушку суспензии из графита, проводящих примесей и связующих веществ. Плоские хлопья превратились в округлые гранулы, внутри которых графит ориентирован хаотично. Такая структура работает как многополосная трасса: ионы проходят через всю толщину электрода по кратчайшему пути. Это позволяет изготавливать более толстые электроды, которые вмещают больше энергии в том же объеме, — а значит, увеличивают запас хода.

«Эта технология предлагает новый подход, способный преодолеть ограничения традиционных процессов изготовления сухих электродов на основе PTFE», — сказала Джихи Юн, старший научный сотрудник KIMS.

Результаты работы опубликованы в журнале Energy Storage Materials.