Один из изобретателей литиево-­ионных батарей, находящих сегодня применение в портативных компьютерах, телефонах и планшетах, анонсировал следующее поколение аккумуляторных технологий: твердотельную батарею, которая отличается безопасностью в использовании и втрое превосходит по запасу энергии сегодняшние.

Лауреат премии Ферми Джон Гуднаф, предложивший в свое время оксид кобальта-лития в качестве материала катода в современных литиево-­ионных батареях, совместно с Марией-­Еленой Брага разработал новый тип батареи. Роль электролита в ней выполняет твердое стекло. (Впрочем, это уже не первая твердотельная батарея в мире — в прошлом году исследователи из Samsung и Массачусетского технологического института предложили свой ее вариант.)

По словам исследователей, твердотельные батареи позволяют решить сразу несколько проблем, включая проблему безопасности. Компания Samsung, к примеру, из-за воспламенения батареи вынуждена была отозвать все выпущенные смартфоны Galaxy Note 7. Вина за неисправность при этом была возложена на независимых поставщиков батарей. В случае с Note 7 и другими инцидентами воспламенение происходило в результате короткого замыкания, которое приводило к перегреву, а в некоторых случаях и взрыву батарей.

Лауреат премии Ферми Джон Гуднаф, соавтор литиево- ионной батареи, разработал новый тип аккумуляторов    
Источник: Университет Техаса

Одной из причин короткого замыкания являются так называемые «дендриты» — металлические усы, которые образуются самопроизвольно и пронизывают электролит, разделяющий катод и анод батареи, насквозь. (В случае с устройствами Samsung, однако, дендриты, скорее всего, были ни при чем, а короткое замыкание возникало из-за каких-то иных производственных дефектов.) Гуднаф и Брага утверждают, что стеклянный электролит, применяемый в их твердотельной батарее, препятствует образованию дендритов.

Тестирование показало, что по запасу энергии твердотельные батареи почти в три раза превосходят привычные литиево-ионные элементы. Таким образом, теоретически при равном объеме твердотельные батареи обладают в три раза более высокой емкостью. Исследователи утверждают, что элементы, обладающие низким сопротивлением, выдерживают до 1200 циклов перезарядки. Новые батареи могут работать при температуре до –20 °С.

По словам Гуднафа, стеклянный электролит, в котором присутствует натрий, отличается большей экологической чистотой по сравнению с сегодняшними литиевыми элементами. Кроме того, стеклянный электролит позволяет использовать в катоде и аноде щелочные металлы, что упрощает производство.

Похоже, благодаря Гуднафу и его команде в крайне медленных в последнее время темпах развития аккумуляторных технологий произойдет наконец ощутимый скачок.

Купить номер с этой статьей в PDF