Инженеры случайно увеличили срок службы батарей в несколько сотен раз

Инженеры из Калифорнийского университета в Ирвайне, пытаясь создать твердотельную батарею, неожиданно получили катоды, выдерживающие на пару порядков больше циклов перезарядки, чем обычные. Катоды состояли из золотых нанопроводов, покрытых гелем.

Полученные учёными катоды выдержали 200000 циклов перезарядки без существенной коррозии. Потери ёмкости по сравнению с первыми циклами составили не более 5%. Обычные литий-ионные батареи выдерживают несколько тысяч циклов. Учёные пока не знают, каким образом их конструкция выдерживает такие нагрузки: они просто пытались создать батарею, где вместо жидкого электролита использовался бы гель.

Поскольку традиционные батареи чувствительны к температуре и могут взрываться, инженеры ищут им замену. Но пока особых успехов в этом деле не достигнуто – жидкость обладает высокой проводимостью и позволяет проводить частичную зарядку и разрядку.

Катод состоит из золотого нанопровода, покрытого оксидом марганца и защищённого слоем геля, используемого как электролит. Гель защищает провод от коррозии. Ёмкость аккумулятора пропорциональна длине провода. Это не уникальная конструкция, за исключением геля, который придаёт ей необычные свойства.

«Мы начали испытывать циклы перезарядки, и в какой-то момент обнаружили, что аккумулятор не собирается умирать,- делится открытием Реджиналд Пеннер [Reginald Penner], ведущий автор работы. — Гель не просто не даёт проводу развалиться – похоже, он придаёт оксиду металла дополнительную мягкость и защищает его от микроповреждений. Он увеличивает прочность металлического оксида».

Пока учёные не создали полноценную батарею, а тестировали лишь материал для анода. Кроме того, от скорого промышленного применения технологию отделяет стоимость производства – микроскопическое количество золота, используемого для создания нанопровода, всё равно удорожает конструкцию. Пеннер считает, что здесь может подойти другой металл, например, никель. Пока учёные планируют создание полноценных батарей для оценки работы их новой конструкции в условиях, приближенных к реальным.