Литий-ионные батареи v.2.0: зарядка 2-ве минуты, жизнь - 20 лет

Ученые Наньянгского технологического института (Nanyang Technological Institute, Сингапур) разработали быстро заряжающуюся батарею.

Достаточно лишь двух минут, чтобы заряд нового аккумулятора добрался до отметки 70%, а срок его жизни превышает 20 лет, выдерживая до 10 тыс. циклов перезарядки. Но самое главное, пожалуй, заключается в том, что это все та же привычная литий-ионная батарея, но с определенными техническими изменениями. Запас прочности современных литий-ионных батарей, которые часто используются в мобильных телефонах, планшетах и электромобилях, в 20 раз меньше — примерно 500 циклов перезарядки без серьезной деградации свойств. Далее батарея начинает умирать. Таким образом, типичный смартфонный элемент пригоден для использования в течение двух-трех лет, а каждый цикл его подпитки в среднем занимает около двух часов.

За счет чего же удалось увеличить скорость зарядки и долговечность новых батарей? Прежде всего графитовый анод в них заменили анодом из диоксида титана. Этот дешевый и безопасный материал, запасы которого оцениваются как достаточные, широко используется в качестве пищевой добавки (как отбеливатель или краситель), а также как составная часть солнцезащитных лосьонов (имеет свойство поглощать ультрафиолет).

Ученые сумели трансформировать структуру диоксида титана в крошечные нанотрубки (толщиной в тысячу раз меньше человеческого волоса), благодаря чему скорость химических реакций в батарее существенно возросла. Очевидно, что представленная новинка должна оказать огромное влияние почти на все виды человеческой деятельности. Особо мощный толчок может получить сегмент электромобилей, где проблема чрезвычайно долгой зарядки и быстрого износа батарей стоит достаточно остро. В настоящее время идет подготовка к созданию крупных прототипов аккумуляторов. Разработчики предполагают, что в свободной продаже элементы на базе новой технологии появятся в ближайшие два года.

Стоит отметить, что, согласно оценке Frost & Sullivan, мировой рынок перезаряжаемых литий-ионных батарей в 2016 году составит $23,4 млрд.