Очень интересно наблюдать порой за историей открытий и изобретений. В целом, есть одна очевидная закономерность. Каждое новое открытие, изобретение стоит на фундаменте предыдущих.
Нельзя просто так взять и изобрести транзистор, например! Сначала надо открыть полупроводники. Потом отказаться от них и придумать электронным лампы, понаделать кучу приёмников и усилителей из них, выяснить, что электронные лампы слишком инертные, чтобы использовать их в качестве детектора в радиодиапазоне коротких волн, из-за чего невозможно сделать чувствительный коротковолновой радар. И снова вытащить из чердака истории полупроводники, потратить кучу денег для производства работающего полупроводникового диода, попутно научившись очищать полупроводники и управлять типом их проводимости.
А потом, добившись успеха, сделать коротенькую публикацию на последней странице городской газеты, сделав это знаменательнейшее событие совершенно незаметным для всего мира. А через полвека на этом изобретении построить всю цивилизацию.
Да, учёные так умеют и активно практикуют.
Это всё я о чем? А вот примерно то же самое произошло с литий-металлическими аккумуляторами, хотя может и в меньшем масштабе. Удивительно, но это уже вторая публикация на эту тему за эту неделю. В предыдущей учёные нашли способ осаждать литий на электроде в металлическом виде так, чтобы они не образовывали дендриты, от которых происходят короткие замыкания, а в случаях с литием это может сопровождаться возгоранием и взрывом. Ну и попутно учёные доказали на практике теоретическую форму кристаллов лития.
Напомню, что литий-металлические аккумуляторы - это первые литиевые аккумуляторы в своем роде, но из-за свойств лития, а именно из-за его активности, а также из-за способности образовывать дендриты при осаждении, от них отказались. Они попросту получались взрывоопасными. Хотя емкость таких аккумуляторов вдвое больше, чем литий-ионные и литий-полимерные.
Так вот, группа учёных из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Чикагского университета создали тонкопленочный твердотельный электролит под названием оксинитрид лития-фосфора (LiPON).
Твердотельные электролиты (само по себе звучит странно) - это одно из направлений либо по усовершенствованию литиевых аккумуляторов, либо по их замене более надёжными и безопасными. Да, несмотря на массовость, литиевые аккумуляторы всё ещё вызывают вопросы, особенно по безопасности их эксплуатации. Это может показаться странным, но если современный литиевый аккумулятор ударить молоток, то с высокой степенью вероятности он сначала вздуется, а потом, если разрушится его оболочка, может даже загореться. Понимаю, что разумному человеку не придёт в голову стучать молотком по аккумулятору, однако исключать сие действие нельзя.
Это не первый твердотельный электролит, однако именно этот хорошо подходит для литий-металлического аккумулятора. Однако с ним была проблема, причем не совсем связанная с и производством, а скорее с его свойствами. Дело в том, что до сих пор существующие методы производства LiPON не позволяли полностью понять этот материал. Однако исследователям удалось разработать способ производства этого твердотельного электролита в отдельно стоящей форме, что позволяет более детально изучать его свойства. Этот новый подход открывает двери для создания литий-металлических твердотельных батарей, которые могут работать при минимальном внешнем давлении.
Одной из ключевых преимуществ новой пленки FS-LiPON, полученной в этой работе, является возможность проведения углубленных исследований межфазной химии, диффузии ионов и разработки интерфейсов. Эти исследования помогут лучше понять основы и применение материалов LiPON, и в конечном итоге способствуют развитию литиевых твердотельных батарей.
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться. А если есть желание поддержать проект более весомо, приглашаю на наш Бусти!