Замінюючи звичайні матеріали на експериментальні, вчені продовжують робити вражаючі успіхи в поліпшенні характеристик літієвих батарей, і нові результати радують все більше.
Японські дослідники розробили речовину, покликану замінити класичні зв'язувальні елементи всередині літій-іонних батарейок
Якщо вашому смартфону вже більше двох років, то ви напевно помічали, що він все гірше тримає заряд і все частіше просить підзарядки. Вітаємо - ви познайомилися з процесом руйнування акумулятора. Всередині батареї є безліч рухомих частин, які сприяють подібному зниженню продуктивності. Однак робота, що проводиться Японським передовим інститутом науки і технологій, покликана мінімізувати цей фактор.
Спеціальний зв'язуючий матеріал відіграє важливу роль у захисті графітового анода батареї, утримуючи разом його частини і дозволяючи підтримувати контакт з струмозйомником. Сучасні сполучні для літієвих батарей виготовляються з полівініденфториду (ПВДФ), але дослідники шукали йому альтернативи і в результаті виявили набагато більш надійний аналог.
Нове пов'язуюче, створене командою вчених, виготовлене з сополімеру під назвою біс-іміно-аценафтенхінон-парафенілен (BP), який був протестований як частина експериментальних напівелементних батарей, що захищають анод і з'єднуються з струмозйомником. При цьому команда відзначила ряд істотних поліпшень продуктивності, в першу чергу за рахунок здатності зберігати ємність протягом багатьох циклів зарядки.
«У той час як напівелемент, що використовує PVDF в якості зв'язуючого, показав тільки 65% своєї первісної ємності після приблизно 500 циклів заряду-розряду, новий напівелемент з сополімером BP в якості зв'язуючого, демонструє збереження ємності на 95% після більш ніж 1700 таких циклів», - запевняє професор Норіесі Мацумі, який керував дослідженням.
За словами команди, це результат найкращої механічної стабільності і зчеплення з анодом і струмоприймачем. Матеріал BP також краще проводить струм і більш тонкий, ніж PVDF, що використовується сьогодні, і не так легко реагує з електролітом, що сприяє збільшенню терміну служби. Мікроскопічні зображення зв'язуючого після 1700 циклів показали лише крихітні тріщини, в той час як на фотографіях зв'язуючого PVDF вже після 500 циклів залишилися куди більш глибокі і великі сліди - матеріал почав втрачати структурну цілісність.
Звичайно, пройде ще якийсь час, перш ніж новий матеріал потрапить в електронні пристрої. Однак команда сподівається, що одного разу її винахід буде обслуговувати безліч додатків, включаючи смартфони з більш тривалим терміном служби, електромобілі і навіть штучні органи.
