В Китае разработана гибкая батарея для «умных» устройств нового поколения
Литий-воздушные батареи рассматриваются в качестве потенциальной альтернативы литий-ионным накопителям в связи с большим ресурсом: в отличие от последних, они, теоретически, могут содержать в 10 раз больше энергии. При этом литий-воздушные аккумуляторы также состоят из отрицательно заряженного электрода - анода - и положительно заряженного катода, разделяемых жидким электролитом. Ключевой проблемой новых батарей остается их традиционно жесткая структура, в частности керамическая, которая делает невозмозможным безвредное сгибание батареи при использовании в сочетании с носимыми устройствами.
«Существует острая необходимость в эластичных источниках питания для мобильных и "умных" материалов нового поколения. Такие дизайн-концепции откроют перед нами эпоху действительно гибких устройств», - сообщил инженер Университета Карнеги - Меллона (США) Венкат Вишванатан.
В рамках работы специалисты из Китая создали собственные элементы аккумулятора, разместив электроды не друг за другом, но в виде концентрических слоев - по аналогии с коаксиальным кабелем. Основу батареи составил гибкий провод из лития, а жидкий электролит был заменен на полимерный гель. Катод вместо жесткого материала ученые выполнили из углеродной ткани, которую покрыл завершающий резиновый слой с перфорациями для обеспечения доступа воздуха к катоду. Нагревание наружнего слоя связывало остальные элементы аккумулятора в тесном электрическом контакте.
Прототип эластичной литий-воздушной батареи, сохраняющей работоспособность после и при погружении в воду © Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences
Испытания подтвердили надежность технологии: сконструированная батарея выдержала более тысячи сгибаний, около ста подзарядок и сохраняла работоспособность при погружении под воду в течение 5 минут. Достичь водонепроницаемости удалось благодаря полимерному электролиту, который характеризуется высокой гидрофобностью. Таким образом, был решен вопрос свойственной литий-воздушным аккумуляторам повышенной коррозийности.
В настоящее время команда занимается совершентсвованием электродов, конфигурации элементов и структуры батареи. Увеличить планируется, в частности, предельное количество подзарядок.
