Новый дизайн литиевой батарейки сделает ее мощнее

Профессор химической инженерии Линден Арчер из Корнелльского университета убежден, что необходимость аккумуляторной революции назрела давно, и его лаборатория сделала один из первых выстрелов этой революции.

— Современные батарейки имеют много ограничений, заявил Арчер. — Литий-ионная батарейка, которая стала рабочей лошадкой в обеспечении энергией современной электроники, оперирует примерно 90% своей теоретической емкостной мощности.

Можно увеличить этот показатель и добиться выпуска более совершенных батарей, однако это не станет долгосрочным решением проблемы, уверен ученый.

— Требуется радикальное решение, сказал профессор. — А это значит, что придется начать с самого начала.

Исследователи предложили новое элегантное решение фундаментальной проблемы перезаряжаемых батарей с энергоплотными металлическими литиевыми анодами, чья нестабильность иногда приводит к формированию дендритов — литиевых выростов на анодах.

Если дендрит прорастает через разделитель и достигает катода, происходит короткое замыкание и воспламенение.  Твердый электролит, взятый в качестве альтернативы, блокирует рост дендритов, но достигается это ценой падения скорости передачи ионов.

И вот ученые предложили влиять на рост дендритов структурой самого электролита, которую можно контролировать химическим путем. С помощью специальных структур — наночастиц кремния и полимерных волокон — исследователи получили пористый электролит, который позволяет увеличить срок службы анода.

Результаты опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

26.06.2018