Замінюючи звичайні матеріали на експериментальні, вчені продовжують робити вражаючі успіхи в поліпшенні характеристик літієвих батарей, і нові результати тішать.
Якщо вашому смартфону вже понад два роки, то ви напевно помічали, що він все гірше тримає заряд і все частіше просить підзарядки. Вітаємо – ви познайомилися з процесом руйнування акумулятора. Усередині батареї є безліч рухомих частин, які сприяють подібному зниженню продуктивності. Однак робота, що проводиться Японським передовим інститутом науки й технологій, покликана мінімізувати цей фактор.
Спеціальний сполучний матеріал грає важливу роль в захисті графітового анода батареї, утримуючи разом його частини й дозволяючи підтримувати контакт зі струмознімачем. Сучасні сполучні для літієвих батарей виготовляються з полівініліденфториду (ПВДФ), але дослідники шукали йому альтернативи і в результаті виявили набагато більш надійний аналог.
Нова сполучна, створена командою вчених, виготовлена з сополімера під назвою біс-іміно-аценафтенхінон-парафенілен (BP), який був протестований як частина експериментальних батарей, які захищають анод і з’єднуються зі струмознімачем. При цьому команда відзначила ряд істотних поліпшень продуктивності, в першу чергу внаслідок здатності зберігати ємність протягом багатьох циклів зарядки.
«У той час, як напівелемент, який використовує PVDF в якості сполучного, показав тільки 65% своєї початкової ємності після приблизно 500 циклів заряду-розряду, новий напівелемент з сополімером BP в якості сполучного, демонструє збереження ємності на 95% після більш ніж 1700 таких циклів», – запевняє професор Норійесі Мацумі, який керував дослідженням.
За словами команди, це результат кращої механічної стабільності та зчеплення з анодом і струмоприймачем. Матеріал BP також краще проводить струм і тонкіший, ніж PVDF, який використовується сьогодні, і не так легко реагує з електролітом, що сприяє збільшенню терміну служби. Мікроскопічні зображення сполучного після 1700 циклів показали лише крихітні тріщини, в той час, як на фотографіях сполучного PVDF вже після 500 циклів залишилися куди глибші і ширші 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.
Натхнення: www.popmech.ru