Разработаны долговечные керамические батареи для смартфонов

Флагманский смартфон Samsung Galaxy Note 7 печально известен во всем мире тем, что имеет на своем счету большое количество взрывов и возгораний по вине неправильно спроектированной батареи. Впоследствии смартфон был снят с производства и отозван с рынка.

Тем не менее, это не единственный смартфон, подверженный риску взрыва – любое устройство с литий-ионной батареей может взорваться в самый неподходящий момент, чему свидетельством могут служить многочисленные случаи, происходящие с пугающей регулярностью. В большинстве случаев причиной взрывов и возгораний является полиэтиленовый разделитель, который удерживает компоненты катода и анода отдельно.

Новая исследовательская работа Мичиганского университета поможет сделать батареи более безопасными и менее горючими. Кроме того, они станут долговечнее, мощнее и будут занимать меньше места. «Мы разработали и продемонстрировали эффективный подход, позволяющий использовать новую технологию аккумуляторов, которая использует твердый керамический электролит вместо жидкости», - говорит Джефф Сакамото, профессор машиностроения Мичиганского университета.

«Данная керамика уникальна благодаря ее устойчивости к металлическому литию и высокой проводимости при комнатной температуре. Эти две особенности позволяют использовать аноды из металлического лития, которые могут увеличить плотность энергии по сравнению с литий-ионной технологией. Исторически сложилось, что за последние два десятилетия производительность литий-ионных батарей увеличивалась на несколько процентов в год. Литий-ионные батареи могут предложить около 600 ватт-часов на литр. Новые батареи обеспечат 100-процентное улучшение плотности энергии», - объясняют в лаборатории.

В испытаниях керамический электролит не проявлял заметной деградации после большого количества циклов зарядки, что в случае с обычными литий-ионными батареями приводит к выходу из строя. Однако, данная технология также может привести к значительному увеличению времени зарядки.

Смогут ли новые батареи с керамическим электролитом покончить с риском взрывов?

Сакамото признал, что необходимо провести больше исследований. «Наш керамический электролит выполнен при температуре 1000°С», - продолжил он. «Он не горючий. Однако литий вступает в реакцию, но также как и керамический электролит, он не является горючим материалом. Мы проводим тесты для количественной оценки безопасности современных литиевых батарей и должны признать, что они небезопасны для людей».

Исследователи надеются, что производство батарей нового типа начнется до июля 2019 года. «Мы надеемся, что к тому времени будет опробован пилотный процесс», - говорит Сакамото. «Есть еще много проблем, но мы двигаемся вперед и многому учимся на этом пути».