Разработчики заменили графитовую решетку на высокопроводимые кремниевые нанонити, которые значительно увеличили плотность и мощность аккумуляторов, передает FaceNews.ua.
В США компания Ampirus собрала первую партию cамых энергоемких в мире литий-ионных батарей. Об этом пишет издание New Atlas.
По словам инженеров, плотность хранения энергии в новых аккумуляторах составляет около 450 Втч/кг и 1150 Втч/л — это самый высокий показатель на сегодняшнем рынке. Для сравнения, элементы Tesla Model 3 вмещают около 260 Втч/кг и 730 Втч/л то есть на 73% меньше на единицу веса. При этом энергетические ячейки Ampirus занимают на 37% меньше места.
Обычно в процессе зарядки электроны каждого атома лития, которые содержатся в катоде, не могут пробраться через электролит или сепаратор (разделительный элемент), поэтому движутся к аноду по внешней проводке, но при этом их отрицательный заряд тащит положительно заряженные ионы лития через электролит и сепаратор к графитовой решетке электрода.
Физики Ampirus решили вместо графитовой решетки анода использовать кремниевую нанопроволоку, которая значительно увеличивают производительность. Кремний удерживает в десять раз больше атомов лития по сравнению с графитом, однако более хрупкий и снижает срок службы батареи. Форма пористых нитей разной длины намного лучше сопротивляется деформациям, а в результате выдерживает больше нагрузок и может соперничать с технологией на основе графита.
Фото: New Atlas
Как утверждает Ampirus, кремниевые нановолокна внедрили прямо в подложку анода, что обеспечило высокую проводимость и мощность аккумулятора. Инженеры заменили только положительный электрод, все остальные части производятся по уже давно известным технологиям и с существующими компонентами.
Ampirus сообщила, что уже отправила неизвестное количество батарей "лидеру отрасли", который установит их на космические спутники. Кроме того, компания готовится строить собственную фабрику для массового производства своих высокопроизводительных аккумуляторов. В будущем их планируют использовать в электромобилях или более компактных устройствах.
Как отмечает New Atlas, мир нуждается в аккумуляторных элементах нового поколения, способных хранить большее количество энергии при меньшем размере, в особенности электросамолеты с вертикальным взлетом и посадкой. Помимо плотности и удельной энергии большую роль играют и другие технические характеристики: теплопроводимость, скорость зарядки, безопасность и цена. Тот факт, что первый клиент Amprius занимается спутниками предполагает высокую стоимость новых элементов.