Незважаючи на відсутність проривів в акумуляторних технологіях, щільність енергії і ємність літій-іонної технології зростає. Тепер ми спокійно можемо носити з собою три або чотири тисячі міліампер годин. Досить багато енергії може звільнитися, якщо щось піде не так, і вся вона знаходиться у вас в кишені. Вчені зі Стенфордського університету розробили процес, який може допомогти зробити майбутні батареї надійніше і безпечніше.
Сучасні літій-іонні батареї складаються з безлічі осередків, в кожній з яких знаходяться катоди і аноди. Якщо акумулятор пошкоджений, бар'єр між цими складовими може послабитися до такої міри, що виникне екзотермічна реакція. Вона може поширитися і на інші клітини в процесі теплового розгону. Кінцевим його результатом стане вибух або пожежу, яка випустить енергію.
Однією з причин таких проблем є утворення дендритів - відкладень літію, які можуть пошкодити бар'єр між електродами. Вони також сприяють втраті енергії. За даними дослідження, уникнути цього можна шляхом додавання деяких з'єднань в розчин електроліту.
Одна з добавок - нітрат літію - в минулому досліджувалася як спосіб підвищення продуктивності батареї. Інший додатковий компонент, використаний вченими Стенфорда, це полусульфід літію. Сірка може пошкодити літій-металевим електродів, але в парі з нітратом літію вони перешкоджають виникненню дендритів. Замість них ви отримуєте плоскі шару літію, які не шкодять акумулятора.
Дослідження проводилося на мініатюрних кнопкових батарейках, а не величезних акумуляторах планшетів або смартфонів, але принцип залишається тим же. Приємним бонусом є і той факт, що після обробки батареї краще зберігають свою ємність. Після 300 циклів використання леговані батареї зберегли 99% ефективності, а містять лише нітрат літію показали 92% після 180 циклів.
Цей метод може бути корисний для розробки і виробництва літій-повітряних і літій-сірчаних акумуляторів, які дуже чутливі до утворення дендритів. Вони можуть в 10 разів збільшити можливості нинішніх батарей, і, ймовірно, не будуть вибухати в кишені.
По темі:
