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 учеными катоды выдержали 200000 циклов перезарядки без существенной коррозии. Потери емкости по сравнению с первыми циклами составили не более 5%. Обычные литий-ионные батареи выдерживают несколько тысяч циклов. Ученые 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 защищенного слоем геля, используемого как электролит. Гель защищает провод от коррозии. Емкость аккумулятора пропорциональна длине провода. Это не уникальная конструкция, за исключением геля, который придает ей необычные свойства. “Мы начали испытывать циклы перезарядки, и в какой-то момент обнаружили, что аккумулятор не собирается умирать, – делится открытием Реджиналд Пеннер, ведущий автор работы. – Гель не просто не дает проводу развалиться – похоже, он придает оксиду металла дополнительную мягкость и защищает его от микроповреждений. Он увеличивает прочность металлического оксида”.
Пока ученые 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, все равно удорожает конструкцию. Пеннер считает, что здесь может подойти другой металл, например, никель. Пока ученые планируют создание полноценных батарей для оценки работы их новой конструкции в условиях, приближенных к реальным. (RusCable/Машиностроение Украины и мира)