Твердотельная батарея обладает рядом преимуществ перед легко воспламеняющимся аккумулятором с жидким электролитом, но ее производство сталкивается с рядом трудностей. Одну из них успешно преодолели американские инженеры, добавив в керамическую смесь щепотку графена.
Аккумуляторы с жидким электролитом, в котором ионы лития перемещаются взад — вперед между анодом и катодом, играют важную роль в современной электронике и автомобилестроении. Но эта летучая жидкость может легко вспыхнуть при коротком замыкании. Кроме того, альтернативные виды электролита могут предложить повышенную плотность энергии и открывают возможность модернизации других компонентов батареи. К примеру, анод обычно изготавливают из меди и графита, но у ученых есть мнение, что твердый электролит позволил бы выпускать аккумуляторы с анодом из металлического лития, что позволило бы преодолеть проблему энергетической плотности.
Однако попытки использования твердого электролита часто натыкаются на проблемы образования трещин и коррозии в других элементах батареи. Исследователи из Брауновского университета предлагают добавить щепотку графена, прочного и легкого однослойного углерода, в керамический порошок, а затем нагреть полученную смесь. Испытания показали, что такой электролит в два раза прочнее, чем просто керамический, а графен не снижает его электрическую производительность, пишет Phys.org.
«Графен хороший проводник электричества, так что можно подумать, что мы стреляем себе в ногу, добавляя проводник в электролит, — сказал Нитин Падтуре, один из исследователей. — Но если концентрация будет достаточно низкой, мы сможем сдержать проводящие свойства графена и все еще добьемся улучшения структуры».
По словам ученых, это самый прочный твердый электролит на сегодня. Они намерены продолжить экспериментировать с материалом и испытать альтернативные виды керамики, чтобы еще больше повысить производительность батареи.
Источник: hightech.plus
