Новые аккумуляторы увеличивают автономность устройств в пять раз

Группа исследователей из Мичиганского университета заявляет о прорыве в производстве литий-серных батарей. Они способны хранить в целых пять раз больше энергии, чем современные литий-ионные аккумуляторы. Учёным также удалось решить проблемы со стабильностью и добиться работоспособности элемента питания на протяжении свыше 1000 циклов зарядки.

Лидер исследовательской группы Николай Котов использовал арамидные нановолокна, которые представляют собой наноразмерные версии кевларовых волокон. Из них создали сети, имитирующие структуру клеточных мембран. Полученный материал пропитали электролитным гелем. Это позволило предотвратить распространённую причину отказа батареи из-за образования дендритов, появляющихся на одном из электродов.

Эксплуатация литий-серных батарей приводит к тому, что полисульфиды лития попадают в литий и снижают ёмкость устройства. Для решения этой проблемы разработчики интегрировали микроскопические биологические каналы в искусственную мембрану, добавив электрический заряд, отталкивающий эти частицы и позволяющий положительно заряженным ионам лития спокойно проходить дальше.

Руководитель исследовательской группы утверждает, что их литий-серная батарея может похвастаться эффективностью, приближающейся к теоретическим пределам. Ёмкость батареи в пять раз больше, чем у литий-ионного аналога. Дальнейшее совершенствование технологии может привести к тому, что электрокары смогут иметь запас хода в пять раз больше, чем сейчас.

Эксплуатация литий-ионных батарей с технологией быстрой зарядки позволит им выдерживать около 1000 циклов зарядки, что примерно приравнивается к десятилетнему сроку службы. Кроме того, в природе нашей планеты сера более распространённый элемент, чем кобальт, применяемый в литий-ионных батареях. Арамидные волокна можно брать из старых пуленепробиваемых жилетов, что позволяет сделать разработку ещё более экологичной.

Источник: 4pda.to