На литий-ионных аккумуляторах сейчас работает буквально все: от сотовых телефонов до электромобилей и даже марсохода Curiosity. «В таких устройствах, как мобильные телефоны, используются аккумуляторы на основе кобальтата лития, однако с точки зрения науки это уже устаревший материал, к тому же он дорогой и может возгораться при работе аккумулятора при больших токах. Аккумуляторы в автомобилях и прочей крупногабаритной технике работают на других химических соединениях, например литий-железо-фосфате, более дешевом и безопасном катодном материале. Тем не менее поиск новых материалов продолжается: нужны материалы с еще большей энергоемкостью и удельной энергией», — пояснила Косова.

В каждом литий-ионном аккумуляторе есть положительный электрод — оксид или соль (например, фосфат), содержащие ионы лития, электролит — раствор, содержащий соли лития, и отрицательный электрод (например, графит). Во время зарядки аккумулятора электрический ток заставляет положительно заряженные ионы лития двигаться в электролите от одного электрода к другому, во время разрядки ионы движутся в обратном направлении. Материал положительного электрода может быть разным, что влияет на емкость аккумулятора и другие его характеристики.

Ранее было известно, что, если использовать для положительного электрода материалы, которые содержат никель, получаются неплохие результаты. «Наша работа посвящена соединению, содержащему марганец: он дешевле никеля и менее токсичен», — пояснила исследователь.

Литий-ионные аккумуляторы, работающие на основе соединений марганца, существуют, в них используется литий-марганцевая шпинель LiMn₂O₄. Такие аккумуляторы используются в электромобилях, они хорошо работают при температуре ниже 50 градусов Цельсия, однако при повышении температуры их емкость падает.

Далее читайте на Чердаке.