Ученые вплотную приблизились к разработке более безопасных и долговечных литиево-металлических батарей.
Li-Metal-аккумуляторы, как ожидается, станут основой хранения энергии высокой плотности в будущем.
Исследования Университета штата Аризона подтолкнули учёных к разработке литиево-металлических батарей, которые имеют все шансы заменить литий-ионные и литий-полимерные элементы питания. Это наиболее перспективный кандидат.
Что из себя представляют литий-металлические батареи?
Первые варианты концепции «Li-Metal» оборачивались неконтролируемым ростом литий-дендрита, что приводило к недостаточной подзарядке и опасным химическим процессам.
Дендрит — отросток нейрона на аноде (отрицательный электрод), похожий на игольчатые наросты на поверхности литиевого металла. Они вызывают нежелательные побочные реакции, снижающие плотность энергии и приводящие к замыканию электродов при неправильной установке (такое может окончиться пожаром).
Университет штата Аризона решил эту проблему. Благодаря привлечению трёхмерного слоя Полидиметилсилоксана (ПДМС) или силикона в качестве изоляции литий-металлического анода образование дендритов уменьшилось в разы. В результате учёные смогли увеличить срок службы батареи и уменьшить риски безопасности.
Достижение затрагивает любые металлы в качестве анода — то есть теоретически относится и к литий-ионным и литиево-воздушным аккумуляторам. Исследование уже успешно проводили для батарей, где применяется цинк, натрий или алюминий.
Когда литий-металлические батареи появятся в продаже?
Чтобы довести новый тип аккумуляторов Li-Metal до коммерческого запуска, инженерам предстоит изобрести недорогую и надёжную конструкцию с применением нового изолятора. Изначально литий-металлические элементы питания планируется внедрить в электромобилях в ближайшем будущем. И только затем их сфера применения будет всё больше пересекаться с современными литий-ионными АКБ.
Это не единственная разработка учёных, направленная на исправление ситуации с остановившимся аккумуляторным прогрессом. Протонные батареи не так давно тоже вышли на финишную прямую, приближая то будущее, когда мы станём всё меньше задумываться о подзарядке мобильных гаджетов, электромобилей и портативных потребительских устройств.
