Группа исследователей под руководством изобретателя литий-ионного аккумулятора Джона Гуденафа разработала новый тип батарей, которые не воспламеняются, обладают большей энергоемкостью и заряжаются быстрее.
Исследователи из Техасского университета в Остине разработали полностью твердотельные аккумуляторы, которые могут стать безопасной и более эффективной альтернативой литий-ионным батареям, сообщает UT News.
В ходе экспериментов аккумуляторы с твердотельными элементами продемонстрировали энергоемкость в три раза выше, чем емкость литий-ионных аналогов. Такие батареи быстрее заряжаются, выдерживают температуру до −60°C, а также не вредят окружающей среде — для их производства вместо достаточно редкого лития может использоваться натрий, который добывается из морской воды.
«Стоимость, безопасность, энергоемкость, скорость зарядки и продолжительность использования батареи — все это критически важные показатели для дальнейшего распространения электромобилей. Мы верим в то, что наше изобретение поможет решить многие проблемы, которые присутствуют в современных аккумуляторах», — рассказал Джон Гуденаф, профессор Техасского университета в Остине, изобретатель литий-ионных батарей и научный руководитель исследования.
В современных литий-ионных аккумуляторах используется жидкий электролит, который перемещает ионы лития между анодом и катодом. Если батарею зарядить слишком быстро, в жидком электролите образуются отростки лития, которые могут привести к короткому замыканию и возгоранию батареи.
В новом типе аккумуляторов, предложенном командой профессора Гуденафа (в этом году выдающемуся ученому исполнится 95 лет), в качестве электролита используется стекло. Это позволяет применять в качестве анода щелочные металлы (например, литий, натрий или калий) без образования отростков, а следовательно, без риска воспламенения батареи.
До этого заменить жидкий электролит в литий-ионных батареях на твердотельный попытались исследователи из Массачусетского технологического института. Ученые изучили возможность применения для этой цели сульфидов, однако они оказались слишком хрупкими для использования в аккумуляторах.