Pirmą kartą ličio jonų baterija buvo sukurtas, kad neužsidegtų arba sprogti, neprarasdami energijos, reikalingos nešiojamam kompiuteriui maitinti.
Baterija, kurią išrado tyrėjai JAV armijos tyrimų laboratorija, kaip elektrolitą naudoja vandens-druskos tirpalą. Jis panašus į 2015 metais sukurtą bateriją, tačiau, svarbiausia, šis gali pasiekti reikiamą įtampą buitinei elektronikai.
„Anksčiau, jei norėdavai daug energijos, rinkdavomės nevandeninį ličio jonų akumuliatorių, tačiau tekdavo eiti į kompromisus dėl saugumo. Jei jums labiau patinka saugumas, galite naudoti vandeninį akumuliatorių, pvz., nikelio / metalo hidrido, bet turėtumėte tenkintis mažesne energija“, – sako vienas iš vyresnysis autorių. Kang Xu. „Dabar mes parodome, kad vienu metu galite turėti prieigą prie didelės energijos ir aukšto saugumo.
2015 metais a popierius in Mokslas pagamino trijų voltų bateriją, tačiau ji negalėjo pagaminti didesnės įtampos, reikalingos kasdienei elektronikai, pavyzdžiui, nešiojamiesiems kompiuteriams, maitinti. Kiekvieną kartą, kai įtampa buvo padidinta viename akumuliatoriaus gale, anodas, pagamintas iš ličio arba grafito, buvo suardomas dėl vandens-druskos elektrolito.
Tyrimo pagrindinis autorius Chongyin Yang iš Merilendo universiteto sukūrė naują gelio polimero elektrolito dangą, kurią galima naudoti ant anodo.
Gelis yra hidrofobinis arba vandenį atstumiantis, tai reiškia, kad jis sukuria sluoksnį, kuris atskiria anodą nuo elektrolito. Tai reiškė, kad baterija galės šuolį nuo trijų voltų iki keturių.
„Pagrindinė naujovė yra sukurti tinkamą gelį, kuris blokuotų vandens sąlytį su anodu, kad vanduo nesuirtų ir susidarytų. tinkama tarpfazė, kad būtų palaikomas didelis akumuliatoriaus veikimas“, – sakė bendraautorius Chunshengas Wangas, chemijos ir biomolekulinės inžinerijos profesorius. Merilandas.
Gelis taip pat daro baterijas saugesnes, nes jei baterijos korpusas būtų pažeistas, sluoksnis būtų pažeistas lėtai sąveikauja su anodu, neleidžiant metalui tiesiogiai liestis su elektrolitu ir sukelti gaisras.
Kad akumuliatorius taptų konkurencingas su šiuo metu naudojamais akumuliatoriais, reikia atlikti kai kuriuos patobulinimus. Pavyzdžiui, akumuliatoriaus galimų atlikti pilnų ciklų skaičius yra mažas. „Šiuo metu mes kalbame apie 50–100 ciklų, bet lyginant su organinių elektrolitų baterijomis, norime pasiekti 500 ar daugiau“, – sakė Wang.
Hidrofobinis gelis gali būti naudingas ir kitais būdais. „Tai pirmas kartas, kai galime stabilizuoti tikrai reaktyvius anodus, tokius kaip grafitas ir litis, vandeninėje terpėje“, – sako Xu.
„Tai atveria platų langą į daugybę skirtingų elektrochemijos temų, įskaitant natrio jonų baterijas, ličio ir sieros akumuliatoriai, daugybė jonų cheminių medžiagų, susijusių su cinku ir magniu, arba net galvanizavimas ir elektrocheminė sintezė; mes tiesiog jų dar iki galo neištyrėme“.
The tyrimai publikuojamas žurnale Džaulis.
