Привет! Российские учёные из Санкт-Петербургского политеха (СПбПУ) совершили прорыв — создали улучшенный литий-ионный аккумулятор. Вам, наверное, попадались новости о том, что литий-ионные аккумуляторы в некоторых смартфонах и электромобилях могут быть опасными.
Помните, в соцсетях и в СМИ несколько лет назад писали о том, как перегревались в карманах и руках новые «Самсунги» и даже загорались «Теслы»?
Свежая российская разработка может всё это исправить!
Что такое литий-ионный аккумулятор?
Для тех, у кого в школе по физике была тройка, напомним: литий-ионный аккумулятор — это устройство, которое хранит электричество и снабжает им подключённые к нему устройства, работая за счет перемещения литиевых ионов между положительным (катод) и отрицательным (анод) электродами. Обычно в нём используют жидкий электролит, через который ионы двигаются внутри аккумулятора.
Жидкий электролит у литий-ионных батарей — вещь полезная, но небезопасная. Он легко воспламеняется и может привести к короткому замыканию и даже взрыву, если аккумулятор повреждён или по той или иной причине перегрет. Это может произойти и когда ребёнок долго играет на телефоне в игры с мощной графикой, и когда электромобиль в жарком климате надолго оставлен под прямым солнцем.
Что сделали российские ученые
Исследователи из СПбПУ под руководством кандидата технических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории «Покрытия, материалы и технологии для литиевых источников тока», доцента научно-образовательного центра «Конструкционные и функциональные материалы» Максима Максимова заменили жидкий электролит на твёрдый — он не горит, и батарея с ним становится намного безопаснее. К тому же они применили металлический литий вместо обычно используемых сплавов лития, увеличив таким образом энергоэффективность и стабильность показателей.
Ёмкость аккумулятора — сколько энергии он может хранить в расчёте на килограмм собственной массы — выросла при этом на 20% и составляет теперь примерно 300–350 ватт-часов на килограмм. Это означает, что при том же весе батареи устройство, которое от него запитано, будет работать дольше!
Чем твёрдый электролит лучше?
Твердотельный электролит так же пропускает литиевые ионы, как и жидкий, но он нагревается под нагрузкой в разы слабее и не воспламеняется. Помимо этого, наши учёные разработали особое тонкое покрытие, улучшающее контакт электрода из металлического лития с этим твёрдым электролитом, что значительно увеличивает срок службы такой батареи.
Когда новые аккумуляторы появятся в магазинах?
Пока что эта разработка находится в стадии тестирования, и до массового производства ещё пройдут месяцы, а может быть, и год. Однако мы уверены, что в будущем такие аккумуляторы придут на смену сегодняшним батареям в смартфонах, электромобилях и других устройствах, поскольку вопрос эффективного и безопасного использования энергии является в наши дни одним из самых важных как для развития техники, так и для сохранения пригодных условий жизни на нашей планете.
Где почитать подробнее?
Если вы интересуетесь этой темой профессионально, то подробнее об отечественной разработке можно узнать в публикации в ведущем научном журнале Applied Surface Science, а также на сайте научных центров СПбПУ.