Смартфоны скоро получат "идеальный" аккумулятор без лития: выдержит 6000 циклов зарядки

Исследователи из Гарвардского университета разработали новый тип твердотельной батареи с использованием твердых электродов и твердого электролита для гаджетов будущего. Об этом они сообщили на официальном сайте.

Твердотельные батареи (без использования жидких или полимерных гелевых электролитов в их составе, в отличие от обычных литий-ионных или литий-полимерных батарей, — ред.) имеют ряд проблем, а потому их пока не применяют повсеместно. К примеру, они достаточно легко воспламеняются, имеют ограниченное напряжение, низкую производительность и структурные недостатки.

Однако команда ученых из Гарварда создала батарею большой емкости размером с почтовую марку, способную выдержать более 6000 циклов зарядки/разрядки, сохраняя при этом до 80% емкости. Полностью такой аккумулятор заряжается всего за 10 минут. Для сравнения: батарея обычного смартфона выдерживает от 300 до 500 циклов.

Позже разработчики взялись за прототип твердотельной батареи размером со смартфон. Сейчас он находится на стадии разработки, если при тестировании он покажет хорошие результаты, возможно, бытовая электроника получит безопасные батареи в будущем.

Неизвестно, когда этими батареями начнут оснащать электронику, но лицензию на технологию получила Adden Energy, дочерняя компании Гарварда, соучредителями которой являются доцент кафедры материаловедения SEAS Синь Ли и трое го коллег.

Твердотельные батареи впервые разработаны в 19 веке, но даже современные их версии небезопасны, поскольку могут выйти из строя из-за короткого замыкания или загореться из-за образования дендритов на поверхности анода. Дендриты пробивают барьер, разделяющий анод и катод, вызывая повреждение. Образование дендритов происходит во время зарядки, когда ионы лития мигрируют от катода к аноду, прилипая к поверхности анода в процессе осаждение. Во время разрядки дендриты можно удалить, но это приводит к образованию дыр и зазоров, что еще больше увеличивает вероятность повреждения.

Исследователи предложили эффективный метод решения этой проблемы с использованием микрочастиц кремния. Металлический литий обволакивает частицы кремния, защищая их и не давая дендритам расти. Команда так же изучает возможность использования других материалов, например, серебра, которые потенциально могли бы обеспечить аналогичные характеристики и быть проще или дешевле в массовом производстве.

Ранее мы писали о том, что ученые создали "аккумулятор будущего" для Lamborghini. Разработчики уверяют, что новые аккумуляторы будут стоить на 70% дешевле, потому что в их конструкции не придется применять редкие и токсичные химические вещества.