Logo
Cover

Экспериментируя с главными компонентами литиевых батарей, ученые из США разработали новую, многообещающую конструкцию аккумулятора, которая, в теории, позволит заряжать электромобили быстро и увеличит их запас хода в два раза. Инновацией стал новый, утолщенный электрод из вертикальных слоев, которые способствуют более простому транспорту ионов лития.

Более толстые электроды — это больший потенциал хранения энергии, но также больше площади для ионов лития. Горизонтальное расположение слоев заставляет ионы двигаться вперед и назад, пробираясь сквозь слои. Такой аккумулятор будет заряжаться медленнее.

«Двухмерные материалы считаются многообещающими кандидатами для устройств быстрого накопления энергии, потому что для ускоренного транспорта заряда им достаточно быть всего несколько нанометров толщиной, — сказал Юй Гуйхуа из Техасского университета в Остине. — Однако, для мощных батарей следующего поколения, основанных на толстых электродах, узким местом в транспорте заряда может стать перемещение нанослоев, что приводит к сложности в достижении как высоких энергий, так и быстрой зарядки».

В качестве нового варианта достижения обеих целей ученые предложили тонкие слои электродного материала, пишет New Atlas. Их удалось создать с помощью магнитных полей, позволивших аккуратно расположить слои по вертикали. Тем самым были созданы «эффективные коридоры» для движения ионов через электроды.

Полученные слоеные электроды намного превзошли по производительности коммерческие аналоги и экспериментальные батареи с горизонтальной конфигурацией слоев. Скорость их зарядки до 50% от максимума составила 30 минут, а не 2 часа 30 минут с тем же уровнем заряда.

Разработчики полагают, что новая батарея могла бы вдвое увеличить запас хода электромобиля, хотя до массового производства предстоит проделать еще много работы.

Недавно специалисты MIT рассказали о батарее, которая не только состоит из распространенных и недорогих материалов, но и обладает огнестойкостью и отказоустойчивостью. А благодаря очень высокой скорости зарядки может оказаться полезной в качестве батареи для питания дома или зарядки электромобилей.