Многие скептически относятся к новостям о разработке очередного «самого лучшего в мире» аккумулятора, ссылаясь на то, что уже много лет революционных изменений в отрасли нет. Но батареи всё же постепенно совершенствуются, пусть и не теми темпами, которыми хочет потребитель. И сегодня мы расскажем о ещё одном важном достижении исследователей.
В большинстве случаев изобретатели стремятся увеличить ёмкость аккумулятора, длительность срока эксплуатации и максимально при этом уменьшить габаритные размеры. Но не меньшего внимания, с точки зрения потребителя, заслуживает и безопасность батареи. Сколько уже было травматических случаев, виновником которых становился бракованный аккумулятор. Поэтому разработка группы исследователей Массачусетского технологического института и компании Samsung Electronics может оказаться весьма актуальной.
Phys.org
В ходе исследований было установлено, что использование твердотельного электролита вместо традиционного жидкого, применяемого в большинстве современных аккумуляторов, может существенно увеличить жизненный цикл устройства и безопасность батареи. Кроме того, увеличивается плотность хранения энергии, а себестоимость устройства уменьшается.
Изобретатели предложили новый подход к разработке твердотельных электролитов, которые могут использоваться в литий-ионных батареях. Как отметили разработчики, источником воспламенения в современных аккумуляторах является именно электролит. Литий сам по себе такой опасности не несёт. Поэтому замена традиционного электролита на твердотельный, который не воспламеняется, закрывает важную задачу безопасности. Ещё одно важное достоинство такого электролита — в нём уровень процессов деградации сводится к минимуму, благодаря чему батареи с твердотельным электролитом теоретически могут выдерживать сотни тысяч циклов зарядки-разрядки.
Одной из важнейших проблем при разработке твердотельных электролитов является подбор такого материала, который мог бы быть хорошим проводником для ионов. Исследователи сфокусировались на материалах, известных как литиево-ионные проводники со сверхвысокой проводимостью ионов. Они являются соединениями лития, германия, фосфора и серы. Кроме того, учёные надеются найти ещё более эффективные материалы.
Использование твердотельного электролита дало ещё одно неожиданное преимущество. Тогда как обычные литиево-ионные батареи боятся низких температур, устройства на твёрдом электролите способны хорошо работать даже при –29 градусах Цельсия. Плотность хранения энергии аккумулятора на твёрдом электролите вырастает на 20–30 %.
Тот факт, что над проектом работают столь авторитетные организации, заставляет верить, что через несколько лет такой аккумулятор на твёрдом электролите станет неотъемлемым компонентом для мобильных устройств.
