Группа исследователей Tesla и ученых из Университета Далхауса в Галифаксе, Канада, опубликовала исследовательский проект под названием «Li [Ni0,5Mn0,3Co0,2] O2 как превосходная альтернатива LiFePO4 для долгоживущих низковольтных литий-ионных элементов». . За длинным и сложным названием скрывается описание нового типа аккумуляторной батареи с графитовыми электродами NMC532.
По мнению ученых, по параметрам аккумуляторы будут превосходить обычные литий-железо-фосфатные элементы, а их жизненный цикл при определенных условиях может достигать около 100 лет. Проект стартовал в 2016 году, когда специалисты компании и ученые Halifax начали работу по оптимизации химических формул аккумуляторов и увеличению их жизненного цикла.
В результате разработок команда разработала ячейки с графитовым электродом NMC532 с очень долгим сроком службы. Катод в них изготовлен из кристаллов лития с добавлением небольшого количества никеля, марганца, кобальта и кислорода, а анод — из графита. Вместо электролита на основе гексафторфосфата лития (LiPF6) используется смесь, содержащая соль бис(фторсульфонил)имида лития (LiFSI).
На самом деле такое сочетание обеспечивает длительный срок службы при высоких рабочих температурах. Речь идет о диапазоне от 40 до 70 градусов Цельсия. Но наилучший кулоновский КПД (отношение отдаваемых ампер-часов к ампер-часам, полученным от зарядного устройства) демонстрируют элементы, сбалансированные и заряженные до 3,8 вольт. Они разлагаются медленнее и имеют более высокую плотность энергии, чем элементы LFP (LiFePO4/графит). А при постоянной температуре 25 градусов ожидаемый срок их службы составит сто лет.
Тем временем Hyundai также работает над улучшением химического состава аккумуляторов. В этом помогает американский стартап IonQ, разработавший специальный квантовый компьютер, который позволит создать крупнейшую в мире модель химии аккумуляторов для изучения соединений лития и их реакций. Конечной целью исследования будет поиск новых типов первичных материалов, которые могут повысить безопасность, долговечность и производительность при одновременном снижении затрат.