Вчені розробили стабільну твердотільну батарею, яку можна заряджати не менше 10 000 разів - набагато більше, ніж інші літій-металеві аналоги. З її допомогою термін служби акумуляторів для електромобілів збільшиться до 10-15 років, а висока щільність струму дозволить заряджати їх повністю всього за 10-20 хвилин.
Для електрифікації транспорту необхідні довговічні батареї, але сучасні літій-іонні варіанти занадто важкі, дорогі та повільно заряджаються. Десятиліттями вчені намагаються знайти підхід до літій-металевих батарей, які акумулюють значно більше енергії в тому ж обсязі, і заряджаються набагато швидше, ніж літій-іонні.
Команда вчених з Гарварду розробила стабільні твердотільні батареї, замінивши графіт і мідь в аноді на металевий літій. Відмінні показники ємності та щільності цього матеріалу роблять його дуже привабливим для багатьох галузей промисловості, але стабільність таких елементів живлення завжди була низькою. Причина в дендритах, кристалічних відростках, що утворюються на поверхні анода і проникаючих в електроліт. Вони знижують продуктивність батарей і часто викликають ураження електричним струмом чи пожежа.
Використання твердого електроліту - один із способів вирішення цієї проблеми.
До того ж, для захисту від дендритів вчені використовували шарувату структуру з матеріалів, що володіють різною стабільністю. Таким чином, між анодом і катодом поміщаються шар графіту, перший електролітний матеріал, другий, потім знову перший, як в сендвічі. Невеликі варіації в хімії двох електролітів не запобігають формування дендритів, але допомагають контролювати і стримувати цей процес, пише New Atlas.
Крім того, батарея може регенерувати, заповнюючи створені дендритами порожнини. Під час випробувань батарея зберегла 82% ємності після 10 000 циклів заряду й розряду, і продемонструвала щільність енергії, достатню для того, щоб зарядити електромобіль за 10-20 хвилин.
За словами розробників, випробування показали, що твердотільні літій-металеві батареї можуть конкурувати з комерційними літій-іонними. А гнучкість і універсальність багатошарової конструкції робить її порівнянної з серійними зразками. Масштабувати технологія для масового виробництва буде не просто, але вчені вірять, що зможуть їх подолати.
Джерело hightech.plus
