Емкость Li-ion аккумуляторов можно будет увеличить втрое

Эту новость восприняли с большим воодушевлением многие, у кого есть устройства, работающие на аккумуляторах. Средства массовой информации подхватили и распространили сообщение о том, что учеными найден метод, с помощью которого можно увеличить емкость Li-ion аккумуляторов втрое. При этом сокращается время зарядки аккумулятора до 10 минут.

Новинку разработали исследователи из университета Южной Калифорнии. Как отмечают эксперты, это новый тип литий-ионных аккумуляторов. В нем вместо традиционных графитовых анодов нашли применение пористые кремниевые наночастицы.

Емкость новых аккумуляторов превышает примерно в три раза емкость с графитовыми аналогами. Отметим при этом, что этом сам процесс зарядки аккумулятора длится не более десяти минут.

Батареи такого типа найдут применение, где угодно. Они подойдут к любым устройствам, начиная со смартфонов и заканчивая гибридными автомобилями. Эксперты уже делают смелые прогнозы. Они считают, что технология, на которую авторы уже получили предварительный патент, пробьет себе дорогу достаточно быстро, примерно в течение двух-трех лет.

Группа аспирантов под руководством профессора Чонгву Жоу провела исследование, в результате которого были получены интересные данные. Их опубликовали в январском номере научного журнала Nano Research.

Подчеркнем, что все предыдущие попытки ученых применить кремний в составе анодов не дали положительных результатов. Батареи быстро выходили из строя. Причина скрывалась в разрушении материала, который расширялся и сжимался во время циклов перезарядки.

В 2012 году ученые начали проводить эксперименты с кремниевыми нанопроводами, диаметр которых менее 100 нм, а длина – несколько микрон. У них также пористая структура. Благодаря этому кремний сжимается и расширяется без последствий.

Конструкция на основе нанопроводов дает возможность увеличить ресурс аккумулятора до двух тысяч циклов перезарядки. Вспомним, что ресурс обычной литий-ионной батареи не превышает и 500 циклов.

Как оказалось, нанопровода не так просто получать в массовых количествах. Вот почему поступило предложение взять другие наночастицы, то есть мельчайшие кремниевые сферы, производство которых уже налажено, а потом придать им пористую структуру, чтобы все было, как у нанопроводов.

В этом случае частицы со схожей функциональностью можно будет получить в любых необходимых объемах. К сожалению, их ресурс ограничен только 200 циклами перезарядки. Сейчас продолжаются разработки, которые должны будут увеличить жизненный цикл аккумуляторов. После этого команда исследователей намерена сосредоточиться на решение другой проблемы – найти новый катодный материал, у которого будет высокая энергоемкость.