Вчені з Каліфорнійського університету (University of California at Berkeley) розробили новий тип гнучких батарей, які здатні перевершити нинішні літієві акумулятори по питомій ємності та довговічності при відносній дешевині.

Незвичайні комірки за проектом університету побудували та випробували в національній лабораторії Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory), а ВУЗ тим часом організував стартап Seeo для шліфування й комерціалізації даної технології.

Новинка є свіжим різновидом тонкоплплівкових літієво-полімерних батарей ( Lithium-ion polymer battery), у яких відсутній твердий корпус і які можуть бути дуже тонкими та гнучкими.

Але є принципова відмінність. Якщо в сьогоднішніх літієво-полімерних батареях сепаратор/електроліт є гелем , що складається із суміші полімеру та власне електроліту (все-таки рідкого), то в конструкції Seeo електроліт твердий повністю.

Кілька компаній і наукових лабораторій багато років працюють над подібними акумуляторами, але дотепер не вдавалося вирішити одну проблему. Тверді полімери, що володіють задовільною іонною провідністю, одночасно показують нікудишню механічну міцність. І навпаки. Або комусь вдавалося створити твердий електроліт з гарними електричними параметрами, але працюючий нормально лише при 60 градусах Цельсія, що не дуже зручно.

А від іонної провідності залежить, який струм зможе приймати або віддавати комірка, а значить — які будуть питома потужність і час зарядки.

Seeo знайшла вихід. Вона розробила тонку плівку із блок-гетерополімеру, у якого на молекулярному рівні переплетені два різні полімерні ланцюги. Один відповідає за транспорт іонів літію, другий — за механічну міцність.

Правда за оцінками фахівців, питома потужність нових батарей буде далеко не рекордною. Тому їхньою головною сферою застосування (у випадку успіху проекту) стануть портативні комп'ютери та електромобілі. А от електричний інструмент і авто-гібриди, де дуже важлива здатність до швидкої зарядки й до швидкої ж віддачі накопиченої енергії, швидше за все, комірки Seeo не побачать.

Проте інші параметри в новинки просто визначні.
Питома ємність, за першими обчисленнями на основі аналізу прототипу, повинна досягти 300 ват-годин на кілограм, що на 50% більше, ніж у кращих на сьогодні літієво-полімерних батарей і приблизно втроє краще, ніж в акумуляторів літієво-фосфатних, які (внаслідок органічно властивої їм пожежної безпеки) пророкують як головний тип батарей епохи електромобілів.

Крім того, новий полімер-електроліт негорючий. А виходить, така батарея буде такою ж безпечною, як і фосфатна.
Нарешті, новинка довговічна: технологія дозволяє досягти цілком солідних 1000 циклів зарядки-розрядки при втраті початкової ємності менше 5%, стверджують автори розробки.

До виводу на ринок нових батарей ще далеко. Необхідно провести багато випробувань, щоб виявити всі можливі "підводні камені" такого дизайну (потенційний ріст дендритів на літієвому аноді — один із них). Проте винахід показує, що літієвим батареям ще є куди розвиватися.

За матеріалами: membrana.ru