"Вічний" акумулятор: твердотільна батарея витримала 20 000 згинань і продовжила працювати
Китайські вчені показали твердотільний акумулятор, здатний витримувати десятки тисяч згинань. Ця розробка відкриває шлях до нового покоління гнучкої переносної електроніки.
Новинка, створена в Інституті дослідження металів Китайської академії наук, не тільки гнеться без пошкоджень, а й має високу щільність енергії, пише CGTN.
Що проробили експерти
Головною перешкодою для застосування твердотільних акумуляторів був поганий контакт між твердими компонентами (електродами і електролітом), що призводило до високого опору і заважало іонам вільно рухатися, знижуючи ефективність.
Дослідники вирішили цю проблему на молекулярному рівні, створивши новий полімерний матеріал. У його структуру вони вбудували спеціальні іонопровідні групи та електрохімічно активні короткі ланцюги сірки. Така конструкція забезпечує безшовну інтеграцію компонентів на мікроскопічному рівні, даючи змогу зарядженим частинкам легко переміщатися і перемикатися між режимами передавання та зберігання енергії.
У результаті нова батарея показала видатну гнучкість, витримавши 20 000 циклів згинання без втрати продуктивності. Такий тест на витривалість провели не просто так: він доводить придатність технології для по-справжньому довговічних гнучких пристроїв. Ба більше, використання нового матеріалу як полімерного електроліту збільшує щільність енергії системи на 86%.
Переваги твердотільних акумуляторів
Такі АКБ вважаються перспективною альтернативою актуальним літій-іонним батареям з кількох причин. Головний плюс — безпека. На відміну від літієвих елементів з рідким і горючим електролітом, його твердий аналог повністю виключає ризик загоряння і вибуху. По-друге, вони потенційно можуть зберігати значно більше енергії в тому ж об'ємі і швидше заряджатися. Так, гаджети можуть стати компактнішими за тієї самої автономності, або більш довгоживучими за тих самих габаритів.
Саме тому твердотільні батареї називають передовим джерелом енергії для електромобілів (для збільшення запасу ходу), а також смартфонів і ноутбуків (для тривалого часу роботи без розетки). А в переносній електроніці майбутнього — від розумного одягу до гнучких медичних датчиків і складних пристроїв — ці акумулятори будуть незамінні.
Раніше Фокус писав, що твердотільні акумулятори стали "невбиваними" завдяки звичайному залізу. Дослідники з Вустерського політехнічного інституту показали проривні акумуляторні технології. Твердотільні АКБ вдосконалили за допомогою заліза, а з літій-металевих анодів навчилися ефективно витягувати цінний метал.