Ученые создали сверхнадёжную литий-ионную батарею

Прототип новой гибкой батарейки продолжает вырабатывать электричество даже при погружении в соленую воду, насильной деформации и разрыве на части.

Литий-ионные батареи нашли широкое применение в современной электронике благодаря своей энергоемкости и отдаче. Однако токсичная, огнеопасная и невлагоустойчивая природа их составных частей — электролитов — серьёзно ограничивает возможности производства и варианты использования.

Простое решение

Этой проблемой занялись Мэрилендский университет вместе с лабораторией армии США и в 2015 году представили более безопасный и устойчивый жидкий электролит с большим содержанием соли («соль с водой»). Новый высококонценрированный электролит на водной основе стал прекрасным ответом на острую проблему использования воды в литий-ионных батареях. Он позволил расширить так называемое «окно стабильности» с 1,2 до 3 вольт, что существенно увеличило плотность энергии в новых батареях.

Команда учёных обернула водно-соляной электролит в полимерную матрицу поливинилового спирта, тем самым создав ещё более стабильный гелевый полимерный электролит (GPE). Этот GPE стал прекрасной основой для новой гибкой литий-ионной батареи, которой не страшны сгибы и сломы.

Форм-фактор сегодняшних литий-ионных батарей существенно ограничен входящими в состав возгораемыми электролитами. С такими компонентами требуются дополнительные усилия и материалы для обеспечения безопасности их использования. Думаю, разработанный водно-солевой электролит полностью перевернёт представление о методах производства и использования литий-ионных батарей.

Костас Герасопулос, главный исследователь лаборатории прикладной физики армии США

Неубиваемый аккумулятор

Чтобы на практике продемонстрировать возможности новой гибкой батареи, команда ученых устроила ей испытания на открытом воздухе. Гелевый электролит был обернут лишь в изоляционную термостойкую ленту для поддержания формы. В таком виде новая батарея без каких-либо перебоев питала вентилятор. Во время работы источник энергии опускали в морскую воду и отрезали от него кусочки, — новая батарея с успехом выдержала все суровые эксперименты.

Новая литий-ионная батарея после серии баллистических испытаний (все еще рабочая).

Устойчивость и стабильность новой батареи могут быть с успехом примерены не только в бытовом, но и в военном промысле.

Источник: блог Futurity