Ученые создали литий-ионную батарею, которую практически невозможно сломать

Литий-ионные аккумуляторы сформировали современный мир. Они лежат в основе почти всей перезаряжаемой электроники – от смартфонов и ноутбуков до электромобилей. Но, несмотря на то, что они отлично держат заряд, у этих батарей есть существенный недостаток – малейший дефект может привести к прекращению работы или даже взрыву гаджетов.

Группа исследователей из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в течение последних пяти лет разрабатывают литий-ионную батарею, которую можно назвать самой прочной в мире. Ученые пробовали разрезать, сгибать, стрелять в нее и пропитывать различными веществами, но она продолжала работать. Теперь исследователи сделали ее еще и огнеупорной.

Секрет «неуязвимой» батареи кроется в электролите на водной основе, который является негорючим и нетоксичным. О нем было известно еще 25 лет назад, но такие аккумуляторы были слишком слабыми и бесполезными для использования. Теперь ученые выяснили, что, увеличивая концентрацию солей лития и смешивая электролит с полимером – материалом, напоминающим очень мягкий пластик, – они могут увеличить электрический потенциал батареи примерно с 1,2 вольт до 4 вольт, что сопоставимо с коммерческими литий-ионными аккумуляторами. 

Сама батарея отличается от всех, что мы привыкли видеть. Она прозрачная и гибкая, как контактная линза; нетоксична, огнестойка, может быть использована на открытом воздухе без чехла и каких-либо других видов защиты. В ходе экстремальных испытаний батарея не потеряла ни крупицы своих свойств и продолжала нормально работать в течение 100 часов.

По словам Джеффа Маранчи, одного из разработчиков аккумулятора, они уже ведут переговоры с производителями, которые смогут без особых трудностей интегрировать способ изготовления новых батарей в существующие установки по производству литий-ионных компонентов. «Неуязвимая» батарея может появиться на рынке в течение двух ближайших лет.

Ведущий научный сотрудник Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса Константинос Герасопулос говорит, что за это время команде предстоит поработать над тонкими настройками химического состава электролита, чтобы увеличить выносливость батарей. Если обычный аккумулятор смартфона может выдержать около тысячи циклов зарядки, то новая батарея на водной основе начинает терять свои свойства уже через 100 циклов.