Она работает даже после того, как ее разрезали или поместили в воду. Ученые сначала добавили в водяной аккумулятор соли, а потом превратили электролит в гель. Полученная субстанция оказалась мощнее жидкого аналога, но при этом гораздо стабильнее. Это позволило создать тонкие литий-ионные батареи, которые сворачиваются и сгибаются, сообщает Futurity.
Токсичность, воспламеняемость и чувствительность к воде содержащихся в них электролитов сильно ограничивают формы выпуска литий-ионных аккумуляторов. Работа над созданием более безопасной версии велась уже давно, и в 2015 году команда ученых Университета Мэриленда, Лаборатории армии США и ряда колледжей создала более мощный, дешевый и экологически чистый аккумулятор, просто добавив в воду соли. Высокая концентрация соли в водном электролите приводит к увеличению «окна стабильности» до 3 вольт (обычно оно составляет 1,2 вольт) и обеспечивает значительно более высокую плотность энергии в литий-ионных батареях. Исследование было опубликовано в журнале Angewandte Chemie.
Чтобы продемонстрировать практический потенциал новой технологии, ученые объединились с исследователями лаборатории университета Джона Хопкинса. Команда встроила водный электролит в полимерную матрицу поливинилового спирта. Это позволило сформировать гелевый полимерный электролит, который гораздо стабильнее жидкого аналога. С его помощью ученые создали гибкую батарею, которую можно скручивать и сворачивать.
Команда испытывала эластичный аккумулятор на открытом воздухе, в минимальной упаковке, используя только электроизоляционную термостойкую ленту, чтобы гибкая подложка случайно не отвалилась. К батарее подключили вентилятор, и она работала без малейшего намека на возгорание. При этом, в процессе ученые отрезали от нее кусочки, поливали морской водой и проводили баллистические испытания. Аккумулятор не взорвался и не загорелся — более того, продолжал работать, как ни в чем ни бывало. «Безопасность новых гибких литий-ионных батарей позволит использовать их не только в бытовых, но и в военных целях», — рассказал ведущий автор исследования из Лаборатории армии США Канг Ксу.
Новые аккумуляторы для электрокара от Fisker заряжаются за 1 минуту
Кейсы
Новый тип литий-серного аккумулятора может стать еще более эффективным, безопасным и дешевым, чем литий-ионные батареи. Прототип, изготовленный исследователями Университета Пенсильвании, выдерживает 1000 циклов заряда/разряда с хорошим сохранением емкости.