Новые батареи из чистого лития способны утроить время работы наших сотовых телефонов

Все батареи состоят из трёх базовых частей: электролита, который поставляет электроны, анода, который их разряжает, и катода, который их принимает. В современных литий-ионных батареях литий присутствует только в электролите, поскольку во время зарядки, количество ионов лития на аноде и катоде резко нарастает – и это приводит к разрушению электродов.

Прежде учёные уже пытались создать литиевые электроды, поскольку это увеличило бы эффективность батарей в три или даже четыре раза – но потерпели неудачу. И вот теперь исследователям из Университета Стэнфорда удалось создать защитный слой из перекрывающихся углеродных полусфер поверх литиевого анода, которые позволяют избежать обычных повреждений. Имея всего 20нм толщины, этот слой позволяет литиевому электроду работать, но деформируется вместе с ним, расширяясь и защищая его от разрушения.

С практической точки зрения, это может привести к созданию батарей, ёмкость которых в несколько раз выше текущих моделей – и соответственно, способных удвоить или утроить время автономной работы наших сотовых телефонов.

Однако тут пока есть одна загвоздка: чтобы быть коммерчески жизнеспособными, батареи должны иметь кулоновскую эффективность в 99.9 процентов и более. В прошлом лучшие батареи с литиевыми электродами достигали эффективности в 96 процентов, но падали ниже 50% всего за 100 циклов заряда-разряда; новая же батарея удерживает эффективность в 99 процентов в течение 150 циклов. Другими словами, сама по себе она не является коммерчески выгодной – однако это самый перспективный прототип в деле создания чистых литиевых батарей и получения всех связанных с ними преимуществ.