Новая литиевая батарейка лучше работает перегревается

Одним из существенных недостатков, присущим популярным в наше время литий-ионным аккумуляторным батареям, является возможность их перегрева в процессе работы и как следствие возможное возгорание, что не очень хорошо для электронного гаджета, который она питает. Один из способов решения этой проблемы предложили исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich).

Литий-ионные батареи получили достаточно широкую популярность благодаря простоте использования, относительно высокой энергоемкости на единицу массы и другим эксплуатационно-техническим характеристикам. Сейчас, наверное, трудно найти мобильный гаджет, в котором не стояла бы аккумуляторная батарея. И большинство из этих батарей являются литий-ионными. Их используют в ноутбуках, планшетных ПК, смартфонах, mp3-плеерах и даже в электронных наручных часах, например часах G-Shock.

При этом как в процессе заряда, что вполне нормально, так и в процессе работы (разряда) аккумуляторная батарея данного типа может существенно нагреваться. А если учесть еще и дополнительный нагрев из-за повышенной температуры окружающей среды (летом), то перегрев может дойти до критической отметки и способствовать воспламенению электролита. И это не говоря уже о случаях самовозгорания при использовании испорченного зарядного устройства или при неправильной работе контроллера питания самого электронного гаджета.

Исследователи из ETH Zurich решили тщательно исследовать проблему возгораний, чтобы создать более совершенную конструкцию аккумуляторной батареи, которая в прямом смысле смогла бы работать при повышенном нагреве. Они представили батарею в виде бутерброда, с двумя электродами по краям (хлеб) и слоем электролита (масла) внутри. Но в качестве электролита они решили использовать гранат – драгоценный минерал, используемый не только ювелирами, но и производителями инструмента с абразивным покрытием.

Почему именно гранат? Дело в том, что этот минерал ко всему прочему является еще и одним из самых лучших проводников для ионов лития. Исследователи придали поверхности граната максимальную пористость, чтобы повысить его эффективность – традиционное решение для улучшения работы аккумуляторных батарей, и не только литий-ионных.

Благодаря пористой поверхности увеличилась площадь соприкосновения с отрицательным электродом, который для этой же цели сделали не твердым, а вязким. Электрод как-бы проник в структуру граната.

Испытания нового аккумулятора показали, что он способен работать и при температурах в 100 °C, что недопустимо для традиционной конструкции с жидким электролитом. Более того, высокая температура (больше 95 °C) способствует большей электрической эффективности, так как ионы лития быстрее двигаются. За счет этого возможна и ускоренная зарядка новой батарей – не последний показатель, особенно для аккумуляторов транспортных средств.

Следующим шагом команды швейцарских исследователей, по их собственным заверениям, будет создание тонкопленочного элемента питания, построенного по аналогичному конструкционному признаку.

Источник информации: ETH Zurich (www.ethz.ch)