Яка проблема була вирішена?
Представлено технологію, що виправляє важливу ваду твердотільних батарей — поганий контакт між компонентами. Їхній самовідновлювальний шар дасть змогу створювати акумулятори зі щільністю енергії понад 500 Втч/кг. Це вдвічі перевищує показники літій-іонних аналогів.
Як працює нова технологія?
Твердотільні акумулятори вважаються передовим типом елементів живлення. Але є нюанс: з часом між твердим електролітом і літій-металевим анодом утворювалися мікротріщини і пори, що призводило до швидкої деградації та зниження ефективності. Досі цю проблему вирішували за допомогою громіздкого зовнішнього обладнання, яке підтримувало постійний тиск, що робило батареї занадто важкими.
Дослідники з Китайської академії наук знайшли спосіб змусити батарею “лагодити” саму себе без зовнішнього тиску. Вони додали в сульфідний твердий електроліт іони йоду. Під час роботи батареї ці іони під дією електричного поля переміщаються до межі розділу між анодом і електролітом і утворюють там шар, збагачений йодом. Останній активно притягує іони літію, які автоматично заповнюють усі утворені тріщини та пори, постійно підтримуючи ідеальний контакт між компонентами.
Які переваги нових акумуляторів?
Виходить такий собі ефект самолікування. Створені за новою технологією прототипи демонструють стабільну роботу і чудові характеристики навіть після сотень циклів зарядки-розрядки. Вони перевершили наявні аналоги.
Рішення відкриває шлях до безпечних і вельми енергоємних акумуляторів. Щільність енергії понад 500 Втч/кг означає, що батареї за тієї ж ваги зможуть зберігати вдвічі більше енергії. У перспективі це продовжить час роботи смартфонів і ноутбуків, збільшить запас ходу електромобілів і стане важливою підмогою для розвитку таких галузей, як електрична авіація і людиноподібні роботи. На думку експертів, це відкриття — вирішальний крок на шляху до комерціалізації твердотільних акумуляторів.
Раніше повідомлялося, що твердотільна батарея витримала 20 000 згинань і продовжила працювати. Новинка, створена в Інституті дослідження металів Китайської академії наук, не тільки гнеться без пошкоджень, а й має високу щільність енергії.
