Алюминиевая твердотельная батарея сохраняет 99% емкости после 10 000 циклов зарядки
Результаты нового исследования https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c01615 звучат слишком хорошо, чтобы быть правдой. Элемент батареи, который можно изготовить из недорогих материалов с минимальными усилиями, значительно превосходит другие технологии производства батарей по всем параметрам. После 10 000 циклов зарядки емкость оставалась на уровне 99% от первоначального значения. В то же время, КПД неизменно оставался выше 99%, хотя литий-ионные батареи все еще немного лучше в этом отношении. Однако они не могут конкурировать со стабильностью и долговечностью, которые демонстрирует эта новая твердотельная батарея.
Удивительно безопасная твердотельная батарея
Это относится и к другой не менее важной характеристике: исследователи прокалывали, замыкали и нагревали разработанный элемент батареи до 1 000°C. Он не протекал, не загорался и даже при температуре 200°C имел то же напряжение, что и при комнатной температуре.
Этого удалось достичь с помощью алюминиево-ионной батареи, жидкий электролит которой состоит из хлорида алюминия, склонного к быстрой коррозии в большинстве экспериментов. Анод повреждается, а элементы батареи быстро стареют. Добавление фторида алюминия и покрытие электродов специальным видом соли превратило элемент в твердотельную батарею, что решило эту проблему. В сочетании оба компонента обеспечивают высокую безопасность эксплуатации и исключительную долговечность.
Исследователи, работающие в Пекинском университете и Пекинском технологическом институте, также подчеркивают высокую степень пригодности к вторичной переработке. Фторид алюминия можно вымыть и почти полностью использовать повторно для производства новых элементов батареи. Сам по себе алюминий также хорошо поддается переработке.
Использование в мобильных устройствах может быть затруднено
Самым большим недостатком этой батареи на основе алюминия является ее энергетическая плотность, которая значительно ниже, чем у конкурирующих технологий, и составляет около 150 ватт-часов на килограмм. Это соответствует лишь одной трети или одной пятой от лучших на сегодняшний день твердотельных и литий-ионных аккумуляторов, но все же это вполне сравнимо с обычным бытовым аккумулятором.
Поэтому кажется вероятным, что эти чрезвычайно долговечные и потенциально недорогие алюминиево-ионные твердотельные батареи будут использоваться в основном в стационарных устройствах. Хотя спрос на них, безусловно, будет, еще предстоит выяснить, будет ли успешным коммерческое производство этих батарей. Но их технические свойства, безусловно, кажутся заманчивыми.
Источник(и)
