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

Дослідники з Гарвардського університету розробили новий тип твердотільної батареї з використанням твердих електродів і твердого електроліту для гаджетів майбутнього. Про це вони повідомили на офіційному сайті.

Твердотільні батареї (без використання рідких або полімерних гелевих електролітів у їхньому складі, на відміну від звичайних літій-іонних або літій-полімерних батарей, — ред.) мають низку проблем, а тому їх поки що не застосовують повсюдно. Наприклад, вони досить легко запалюються, мають обмежену напругу, низьку продуктивність і структурні недоліки.

Однак команда вчених із Гарварду створила батарею великої ємності розміром з поштову марку, здатну витримати понад 6000 циклів зарядки/розрядки, зберігаючи при цьому до 80% ємності. Повністю такий акумулятор заряджається всього за 10 хвилин. Для порівняння: батарея звичайного смартфона витримує від 300 до 500 циклів.

Пізніше розробники взялися за прототип твердотільної батареї розміром зі смартфон. Зараз він перебуває на стадії розробки, якщо під час тестування він покаже хороші результати, можливо, побутова електроніка отримає безпечні батареї в майбутньому.

Невідомо, коли цими батареями почнуть оснащувати електроніку, але ліцензію на технологію отримала Adden Energy, дочірня компанії Гарварду, співзасновниками якої є доцент кафедри матеріалознавства SEAS Сінь Лі та троє колег.

Твердотільні батареї вперше розроблено в 19 столітті, але навіть сучасні їхні версії небезпечні, оскільки можуть вийти з ладу через коротке замикання або спалахнути через утворення дендритів на поверхні анода. Дендрити пробивають бар'єр, що розділяє анод і катод, спричиняючи пошкодження. Утворення дендритів відбувається під час заряджання, коли іони літію мігрують від катода до анода, прилипаючи до поверхні анода в процесі осадження. Під час розрядки дендрити можна видалити, але це призводить до утворення дірок і зазорів, що ще більше збільшує ймовірність пошкодження.

Дослідники запропонували ефективний метод вирішення цієї проблеми з використанням мікрочастинок кремнію. Металевий літій обволікає частинки кремнію, захищаючи їх і не даючи дендритам рости. Команда так само вивчає можливість використання інших матеріалів, наприклад, срібла, які потенційно могли б забезпечити аналогічні характеристики і бути простішими або дешевшими в масовому виробництві.

Раніше ми писали про те, що вчені створили "акумулятор майбутнього" для Lamborghini. Розробники запевняють, що нові акумулятори коштуватимуть на 70% дешевше, тому що в їхній конструкції не доведеться застосовувати рідкісні та токсичні хімічні речовини.