Ученые из США усовершенствовали литий-ионные мобильные аккумуляторы

// // Интересное в сети //

Одним из главных недостатков, ограничивающих технико-эксплуатационные характеристики мобильных устройств, является недостаточная емкость применяемых в них аккумуляторных батарей. В настоящее время самой распространенной технологией производства аккумуляторов для мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и ноутбуков является литий-ионная схема их построения, которая не обеспечивает продолжительной длительности работы при требуемой компактности размеров.

Поиском решения данной проблемы занялась исследовательская группа из Университета штата Иллинойс, поставившая своей целью создание гибридного варианта микроаккумуляторов, совмещающих в своей конструкции литий-ионные и суперконденсаторные технологии.

Литий-ионная технология подразумевает использование 2-х электродов (плоских металлических пластин) и электролита (токопроводящей жидкости), который обеспечивает движение между электродами электронов и ионов. Таким образом на электродах возникает разность потенциалов. Данная технология обладает двумя основными ограничениями: прямой зависимостью емкости батареи от площади электродов и повышенным теплообразованием при использовании многослойной структуры, которая служит единственным способом повышения емкости батареи. Таким образом, увеличение емкости напрямую связано с увеличением габаритов батареи, что является наиболее критичным фактором для мобильных устройств.

Работая над решением данной проблемы, исследовательской группе удалось достичь баланса между мощностью, скоростью накопления заряда и плотностью энергии аккумуляторных батарей. Решение было найдено путем совмещения литий-ионной технологии с наработками в области создания суперконденсаторов, которые характеризуются высокой скоростью накопления электрического заряда, однако обладают при этом низкой емкостью. Для этого в конструкции аккумуляторной батареи использовались не традиционные электроды плоской формы, а трехмерные структуры, обладающие пористостью, которые были скомпонованы в виде полос, связанных между собой через одну. Расстояние между такими полосами составляет порядка миллиметра.

Проведенные испытания данной конструкции продемонстрировали высокую объемную плотность энергии в такой структуре и практически мгновенный ее заряд. Однако для широкого применения и изготовления в промышленных масштабах таких аккумуляторов потребуется существенное усовершенствование технологии их производства, над чем сейчас и работают ученые.