Ученые из Токийского института смогли решить одну из ключевых проблем и снизить сопротивление на границе электрода и твердого электролита. Получились батареи, которые обгоняют по характеристикам литий-ионные с жидким электролитом.

Большинство современных электронных устройств питаются от литий-ионных батарей с жидким электролитом. Японские исследователи, как и многие другие эксперты, считают, что этот вид батарей почти исчерпал свой потенциал, а более мощным процессорам нужна иная технология батарей. В Токийском институте предлагают использовать полностью твердотельные батареи — без жидкого электролита.

Потенциально такой аккумулятор более надежен, безопасен и производителен. Но все эти плюсы перевешивал существенный недостаток — слишком высокое сопротивление на границе электрода и электролита. Это делало невозможной быструю зарядку таких систем. А это один из основных показателей как для повседневно используемой техники, так и для электромобилей.

Команде, возглавляемой профессором Таро Хитосуги, удалось справиться с этой проблемой. В разработанной ими батарее сопротивление существенно ниже. Достичь этого удалось благодаря использованию при изготовлении ультравысокого вакуума. Это позволило избавить границы материалов от примесей.

Измерения с помощью рентгена и спектроскопии показали, что сопротивление в готовом аккумуляторе оказалась на два порядка ниже, чем у предшественников. И, что важнее, ниже, чем у литий-ионных батарей с жидким электролитом.

Более того, эти батареи можно было зарядить наполовину всего за секунду — и столь же быстро разрядить. А после сотни циклов зарядки/разрядки исследователи не отметили никаких признаков деградации.

Science Daily предполагает, что у этой технологии есть потенциал, чтобы совершить революцию в портативной электронике. И избавить, наконец, пользователей от необходимости подзаряжать телефоны каждую ночь, а производителей — искать компромисс между достаточной емкостью аккумулятора и его размером.

Исследователи из разных стран предлагают различные решения для проблем современных аккумуляторов: кто-то предлагает альтернативу, другие команды пытаются улучшить нынешние литий-ионные аккумуляторы. Так, в Кембридже нашли группу оксидов, которые сильно сокращают время заряда батарей. Эти дешевые материалы позволят зарядить аккумулятор смартфона за несколько минут. А объединенная группа ученых из США сообщила о создании метода, который увеличит емкость литий-ионных батарей на 30-50%

Источник: hightech.plus