Литиевые батареи смогут заряжаться за пять минут благодаря асфальту

Ученые из исследовательского университета Уильяма Марша Райса, расположенного в Хьюстоне, создали анод с добавлением пористого углерода из асфальта, который показал исключительную стабильность после более чем 500 циклов заряда-разряда. Плотность в 20 миллиампер на квадратный сантиметр продемонстрировала возможность использования нового материала в устройствах быстрой зарядки, требующих большой мощности. Об этом сообщается в журнале American Chemical Society ACS Nano.

«Емкость батарей огромна, но это не мешает им полностью заряжаться в течение пяти минут, а не двух часов, необходимых для других батарей», — говорит руководитель исследования Джеймс Тур. Ранее в лаборатории Тура использовалась производная асфальта — необработанный гильсонит, используемый для сбора парниковых газов из природного газа. На этот раз исследователи смешали асфальт с проводящими элементами графена и покрыли ими литий методом электрохимического осаждения. Во время тестирования ученые объединили анод с карбонизированным углеродным катодом, чтобы полностью зарядить батареи. Они показали очень высокую энергоемкость — 943 Вт•ч на килограмм.

Тестирование показало еще одно существенное преимущество: углерод смягчил образование литиевых дендритов. Это мшистые отложения, которые образуются в электролите батареи. Если их будет слишком много, то возможно замыкание анода и катода, что приведет к возгоранию и даже взрыву батареи. Однако углерод, полученный из асфальта, предотвращает образование дендрита, что делает использование литиевых батарей более безопасным.

Специалисты Исследовательской лаборатории армии США и университета Мэриленда разработали литий-ионную батарею, которая использует в качестве электролита водно-солевой раствор и способна питать бытовую электронику и ноутбуки без риска возгорания.