Ученые создали гибкую литиевую батарею, которую можно безопасно сгибать, резать и прокалывать
- Исследователи из UC Berkeley создали гибкую литиевую батарею, которую можно сгибать, резать и прокалывать без риска возгорания.
- Прототип батареи имеет 500 циклов зарядки, но теряет 60% емкости после этих циклов, что является недостатком по сравнению с традиционными батареями.
- Новый электролит на основе отчетерионных полимеров позволяет батарее быть безопасной без жесткого корпуса, хотя пока плотность сохранения энергии составляет лишь 10% от современных аккумуляторов.
Исследователи из Университета Калифорнии в Беркли (UC Berkeley) представили прототип новой литиевой батареи, которая может выдерживать физические повреждения – ее можно сгибать, растягивать, резать и даже прокалывать без риска возгорания.
Разработка решает одну из главных проблем традиционных литиевых батарей, которые могут вызвать пожар в случае повреждения, рассказывает 24 Канал.
Смотрите также Китайские ученые запустили "искусственное солнце" и его температура установила новый рекорд
Прототип батареи от UC Berkeley демонстрирует способность выдерживать не менее 500 циклов зарядки – примерно столько же, сколько и коммерческие литий-ионные аккумуляторы. Предыдущие попытки создать подобные безопасные батареи не могли обеспечить длительный срок службы или стабильную работу.
Во время разработки ученые решили две ключевые проблемы: устранили токсичные компоненты из конструкции и обеспечили стабильность электролита, который имеет желеобразную консистенцию.
Современные батареи требуют жесткой оболочки, поскольку их электролит взрывоопасен. Мы хотели создать батарею, которую можно безопасно использовать без твердого защитного корпуса,
– объясняют исследователи.
Из-за того, что полимерные гибкие упаковки могут пропускать воздух и влагу, которые вступают в реакцию с традиционными электролитами, вызывая тепловыделение и даже взрывы, команда начала эксперименты с квазитвердыми гидрогелевыми электролитами еще в 2017 году.
Результатом стала уникальная формула электролита на основе отчетерионных полимеров – макромолекул, содержащих как положительно, так и отрицательно заряженные группы. В батарее эти полимеры используют свои положительные заряды для связывания с молекулами воды, а отрицательные – для притягивания ионов лития.
Испытания батареи на изгибы и проколы / Фото University California
В ходе испытаний батарея в гидрогелевой оболочке поглощала лишь 19% влаги из воздуха при 50% влажности, что позволяло ей работать на напряжении 3,1 В. Основными недостатками на этом этапе стали быстрая потеря емкости – до 60% после 500 циклов (тогда как обычные батареи теряют не более 20%) – и низкая плотность сохранения энергии – лишь около 10% от уровня современных аккумуляторов.
Впрочем, новую батарею можно было сгибать, скручивать, прокалывать и даже частично повреждать без потери работоспособности. После порезов ее можно было "вылечить" – для этого нужно было просто прогреть ее в печи.
Исследователи считают, что такая разработка открывает новые перспективы для создания безопасных источников питания для робототехники и носимых устройств. Работа над усовершенствованием характеристик батареи продолжается.
Ученые продолжают делать новые открытия, которые потенциально могут повлиять на мир. Так, недавно исследователи открыли новый тип магнетизма, названный альтермагнетизмом, который объединяет свойства ферромагнетизма и антиферромагнетизма. Это открытие может повлиять на развитие новых высокоскоростных запоминающих устройств.