Твердотельный аккумулятор (иллюстрация) | Из открытых источников
Представлена технология, исправляющая важный изъян твердотельных батарей — плохой контакт между компонентами. Их самовосстанавливающийся слой позволит создавать АКБ с плотностью энергии свыше 500 Втч/кг. Это вдвое превышает показатели литий-ионных аналогов.
Related video
Твердотельные аккумуляторы считаются передовым типом элементов питания. Но есть нюанс: со временем между твердым электролитом и литий-металлическим анодом образовывались микротрещины и поры. Это приводило к быстрой деградации и снижению эффективности. До сих пор эту проблему решали с помощью громоздкого внешнего оборудования, которое поддерживало постоянное давление, что делало батареи слишком тяжелыми, пишет EN People.
Техническая реализация
Исследователи из Китайской академии наук нашли способ заставить батарею «чинить» саму себя без внешнего давления. Они добавили в сульфидный твердый электролит ионы йода. Во время работы батареи эти ионы под действием электрического поля перемещаются к границе раздела между анодом и электролитом и образуют там слой, обогащенный йодом. Последний активно притягивает ионы лития, которые автоматически заполняют все образующиеся трещины и поры, постоянно поддерживая идеальный контакт между компонентами.
Получается некий эффект самоизлечения. Созданные по новой технологии прототипы демонстрируют стабильную работу и превосходные характеристики даже после сотен циклов зарядки-разрядки. Они превзошли существующие аналоги.
Применение
Решение открывает пусть к безопасным и весьма энергоемким аккумуляторам. Плотность энергии более 500 Втч/кг означает, что батареи при том же весе смогут хранить вдвое больше энергии. В перспективе это продлит время работы смартфонов и ноутбуков, увеличит запас хода электромобилей и станет важным подспорьем для развития таких отраслей, как электрическая авиация и человекоподобные роботы. По мнению экспертов, это открытие — решающий шаг на пути к коммерциализации твердотельных аккумуляторов.
Раньше Фокус писал, что твердотельная батарея выдержала 20 000 сгибаний и продолжила работать. Новинка, созданная в Институте исследования металлов Китайской академии наук, не только гнется без повреждений, но и обладает высокой плотностью энергии.