#чтиво | Новая литий-ионная батарея, которая заряжается в 1000 раз быстрее

Ученые Иллинойского университета в Урбане-Шампейне создали новую литий-ионную батарею, которая в 2000 раз мощнее современных аналогов. Более того, ученые также сообщают, что данная батарея заряжается в 1000 раз быстрее.

1

По словам ученых, это не просто новая эволюционная ступень в развитии технологий.

«Это совершенно новая высокоэффективная технология, которая выходит далеко за рамки существующей парадигмы источников энергии. Она дает нам совершенно новые возможности», — заявили ученые.

В настоящее время приходится выбирать между мощностью (Вт) и энергетической плотностью (Вт*ч). Это компромисс, на который приходится идти в современных источниках питания. Суперконденсаторы могут высвобождать много энергии, но только в течение нескольких секунд. В то же время выходная пиковая мощность топливных элементов ограничена, они могут хранить огромное количество энергии. В настоящее время данная проблема особенно актуальна, поскольку для большинства современных технологий и устройств (смартфоны, компьютеры, электромобили) важны оба параметра. Для требовательных технологий литий-ионные батареи являются идеальными решениями, но даже самые лучшие батареи вынуждают инженеров идти на компромисс при создании различных новых устройств.

«Это совершенно новое представление о батареях, которые могут обеспечить намного больше энергии, чем кто-либо и когда-либо мог подумать. В течение последних десяти лет электроника трансформировалась в микроэлектронику. Несмотря на то, что основные компоненты современных компьютеров с каждым годом уменьшаются в размерах, батареи по-прежнему продолжают отставать. Данная технология перевернет все с ног на голову и поставит источники питания в один строй с другими компонентами», — заявил руководитель проекта профессор Уильям Кинг.

Созданная в Иллинойском университете батарея имеет сравнимую с суперконденсаторами мощность и свойственный для никель-цинковых или литий-ионных батарей запас энергии. Согласно опубликованному университетом пресс-релизу, данная батарея позволяет беспроводным устройствам передавать сигнал в 30 раз дальше. Более занимательно то, что при этом батарея является в 30 раз меньше своих собратьев. Ну и последнее, как и упоминалось выше, она заряжается в 1000 раз быстрее, чем современные литий-ионные батареи.

2

Как это можно объяснить, спросите вы? Данные невероятные возможности объясняются новой структурой катода и анода, которую и разработали ученые. Все современные литий-ионные батареи отличаются большим двухмерным анодом из графита и катодом из литиевой соли. В свою очередь созданная учеными Иллинойского университета батарея отличается пористым трехмерным анодом и катодом. Ее структуру можно детальнее разглядеть на рисунки выше. Чтобы создать новую структуру электрода ученые воссоздали структуру полистирола (пенопласта) на стеклянной подложке. На полистирол наложили электролитический никель, а затем электролитическое осаждение сплава олово – никель на анод и диоксид марганца на катод. На рисунке выше все хорошо проиллюстрировано.

3

Благодаря большой площади соприкосновения пористых электродов ученым удалось в несколько раз увеличить происходящие химические реакции, обеспечивающие большой импульс заряда и разряда (мощность). Ученые использовали данную технологию для создания батареи размером с обычную пуговицу. На рисунке выше она сравнивается с батареей Sony CR1620. Показатель плотности энергии у новинки немного меньше, но зато показатель мощности в 2000 раз больше.

В практике данная технология будет применена в батареях различной потребительской электроники. Только представьте смартфон с батареей толщиной, сравнимой с толщиной кредитной карты, который будет заряжаться в течение нескольких секунд. Данной технологии также найдется применение далеко за пределами рынка потребительской электроники, к примеру, в медицине или при создании лазеров.

Правда, чтобы как можно быстрее приступить к коммерциализации проекта, ученым Иллинойского университета еще предстоит доказать, что используя данную технологию можно создать батареи побольше, а их себестоимость не слишком высока. Возможно, раньше мы увидим литий-воздушные батареи или батареи с кремниевыми нанопроводами, о которых более детально можно прочитать здесь.

Новости партнеров
Биткоин добрался до 108 тысяч долларов на фоне слабости доллара. Что происходит?
Биткоин добрался до 108 тысяч долларов на фоне слабости доллара. Что происходит?
Telegram опять крупно обновился на Android: что и для кого появилось в мессенджере
Telegram опять крупно обновился на Android: что и для кого появилось в мессенджере
Как инди-студии создают мобильные игры. Откровения разработчика
Как инди-студии создают мобильные игры. Откровения разработчика