Пригодные для вторичной переработки и экологически чистые аккумуляторы являются необходимым условием революции в области зеленой энергетики, поскольку быстро растущий спрос на аккумуляторы приводит к увеличению потребления редкого сырья, такого как литий.
Успехи своих исследований в области эффективного производства аккумуляторов с максимальной экологичностью представила швейцарская компания ETH Zurich.
Так, BTY, дочерняя компания ETH Zurich, создает аккумуляторы со сверхбыстрой зарядкой, которые выдерживают перепады температур и подходят для различных целей. Другая дочерняя компания - 8inks, надеется стандартизировать передовой производственный процесс, который позволит создавать аккумуляторы по индивидуальному заказу.
Жидкие электролиты содержащиеся в обычных литий-ионных батареях для ноутбуков и смартфонов весьма чувствительны к перепадам температур, из-за чего такие аккумуляторы могут быстро загореться, например, при высоких температурах. Кроме того, для подзарядки традиционных аккумуляторов требуется значительное время. В результате проведенных исследований, компания BTRY создала твердотельную батарею с тонкослойной конструкцией, которая может значительно сократить время зарядки. Что касается компонентов батареи и способа ее производства, исследователи полностью отказываются от использования жидкостей.
По словам команды исследователей BTRY, основным преимуществом твердотельных аккумуляторов является их устойчивость к экстремальным температурам. В результате они могут использоваться там, где требуется их работа при экстремально высоких или низких температурах, например, в качестве датчиков, определяющих утечку пара. Технология нанесения покрытий, разработанная компанией BTRY на основе технологии производства полупроводников, обеспечивает повышенную эффективность. Элементы батареи толщиной с тонкий лист тщательно укладываются друг на друга в вакууме, создавая революционный дизайн. Полученный продукт напоминает тонкую фольгу, покрытие которой настолько тонкое, что в конечном итоге получается толщиной с человеческий волос.
Команда исследователей BTRY утверждает, что инновация обеспечивает сверхбыструю подзарядку, которая занимает примерно одну минуту. Более того, уникальная структура батареи обеспечивает срок службы примерно в десять раз больший, чем у обычных аналогов. Исследователи видят потенциал батареи в различных областях применения, таких как бытовая электроника, космические операции и датчики.
Еще одно дочерние подразделение ETH Zurich - 8inks отличается от других производителей аккумуляторов передовым производственным процессом. Оно занимается заменой так называемой технологии щелевых матриц - стандарт производства литий-ионных аккумуляторов, который практически не менялся за последние 30 лет. Команда исследователей этой компании разработала метод, известный как “многослойное защитное покрытие”. Активное вещество, которое накапливает литий-ион, может наноситься множеством тонких слоев, чтобы адаптировать процесс нанесения покрытия к конкретным потребностям. Этот подход, помимо прочего, позволяет масштабировать твердотельные аккумуляторы за счет различий в толщине и свойствах материала различных слоев. По словам команды, этот метод также значительно ускоряет скорость нанесения покрытия на электроды аккумулятора, что делает его идеальным для удовлетворения растущего спроса.
В настоящее время сотрудники 8inks исследуют различные типы аккумуляторов, от батареек для часов до аккумуляторов для электромобилей, технология производства которых должна быть масштабируемой в более широком промышленном масштабе.