Аккумулятор, который заряжается менее минуты
Исследователи из Стэнфордского университета разработали новый аккумулятор, который может быть полностью заряжен примерно за одну минуту и является гораздо более безопасным, чем литий-ионные аккумуляторы, используемые во всем, от смарт-часов до пассажирских самолетов.
Это означает, что в один прекрасный день мы получим возможность супер-быстрой зарядки своих смартфонов и других гаджетов.
Батарея использует алюминий-ионные элементы, которые намного дешевле, чем литий-ионные. Они также обеспечивают более высокую производительность и не склонны к разрыву при сильном термальном воздействии или взрывам при физическом повреждении, в то время как литий-ионные аккумуляторы очень даже могут этим грешить.
«Наша новая батарея не загорится, даже если вы просверлите ее насквозь,» - сказал Дай Хонги, профессор химии Стэнфордского университета. Идея исследования и применения алюминий-литиевых батарей не нова, но камнем преткновения для создания коммерческого продукта всегда выступал поиск подходящих материалов для анода и катода, которые поддерживают их работу при повторяющихся циклах зарядки и разрядки.
«Мы случайно обнаружили, что простое решение заключается в использовании графита», - сказал Дай. Результатом является аккумулятор, который может выдержать 7500 циклов зарядки без потери производительности. Для сравнения – это больше, чем другие прототипы алюминиево-литиевых батарей могут выдержать (около 100 циклов) в настоящее время, а также больше, чем типичные 1000 циклов для современных литий-ионных батарей, в соответствии с данными Университета.
Прототип, созданный группой Дай сочетает в себе алюминий анода с графитовым катодом в сумке ионного жидкого электролита, что означает, что батарея также является гибкой. Это привлекательная особенность для компаний-производителей электроники, которые хотят выжать максимум из батареи в условиях крошечных свободных пространств внутри изделий.
Так в чем же подвох?
Проблема состоит в основном в том, что прототип производит около 2 вольт, что меньше, чем 3,6 вольт от обычного литий-ионного аккумулятора, и показатель плотности энергии – количество электрической энергии, запасенной в данной единице массы – также ниже. Алюминий-ионный аккумулятор имеет плотность энергии 40 ватт на килограмм по сравнению с показателями от 100 до 260 ватт на килограмм для литий-ионных. Однако команда Стэнфордского университета все же надеется, что эти проблемы могут быть преодолены.
«Улучшение катодного материала в конечном итоге может увеличить напряжение и плотность энергии», – сказал Дай. – «Если это будет осуществлено, можно считать, что наша батарея имеет все, о чем вы только можете мечтать для батареи. Недорогие электроды, хорошая степень безопасности, высокоскоростная зарядка, гибкость и длительный срок службы. В этой разработке я вижу новый тип батареи в начале его победоносного шествия. Это весьма захватывающе.»