Чудо-акумулятор: смартфони та електрокари працюватимуть у 3 рази довше від однієї зарядки

У дослідженні описується механізм, подібний до "рідкого ущільнювача", який автоматично заповнює крихітні зазори всередині твердотільного акумулятора. Він усуне ризик витоку або загоряння і дасть змогу використовувати чистий металевий літій — матеріал, здатний зберігати в 3 рази більше енергії, ніж сучасні акумулятори, пише interestingengineering.com.

Принцип роботи нової батареї

На відміну від звичайних літій-іонних акумуляторів, що використовують легкозаймисті рідкі електроліти, твердотільні батареї використовують твердий матеріал для передачі електричного заряду між електродами. Однак є одна проблема: жорсткі шари мають тенденцію з часом розділятися через розширення і стиснення матеріалів під час заряджання, що порушує потік електрики і скорочує термін служби акумулятора.

Щоб вирішити це завдання, вчені ввели іони йоду в твердий електроліт. Під час роботи батареї іони мігрують до межі розділу між електродом і електролітом, утворюючи тонкий шар, багатий йодом. Шар активно притягує іони літію і автоматично заповнює мікроскопічні тріщини і пори, що утворюються в процесі експлуатації. У результаті отримали самовідновлювальний інтерфейс, що забезпечує щільне з'єднання шарів без зовнішнього тиску.

Реальне застосування нового методу

Для стабільної роботи традиційних твердотільних акумуляторів потрібен зовнішній тиск понад 5 мегапаскалів, що становить приблизно 50 атмосфер. Інновація китайських дослідників докорінно змінює це. Випробування засвідчили, що прототипи акумуляторів, створених із використанням нової самовідновлюваної структури, зберігали стабільну продуктивність після сотень циклів заряджання і розряджання.

Цей метод можна впровадити на виробництві, адже він потребує менше матеріалів і може зробити майбутні акумулятори довговічнішими та зручнішими для масштабування.

Технологія може зробити революцію в галузі зберігання енергії в багатьох галузях. Більш висока щільність енергії означає, що смартфони можуть працювати без підзарядки протягом декількох днів, а електромобілі та літаки можуть проїжджати на одній зарядці в 2-3 рази більшу відстань, ніж сучасні моделі, пише ЗМІ.

Китайські дослідники попередили, що їхня технологія все ще перебуває на ранній стадії розробки. Акумулятори великої ємності, здатні витримувати тисячі циклів заряджання, потребуватимуть додаткових випробувань і доопрацювань.

Раніше ми писали, що американці придумали, як залишити Китай без акумуляторів. Підприємство Thacker Pass займеться видобутком літію в штаті Невада (США). У перші роки завод вироблятиме 40 000 т карбонату літію акумуляторної якості на рік, чого достатньо для 800 000 електромобілів