Сегодня 11 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Ученые создали растягивающуюся литиевую батарею — её безопасно сгибать, резать и прокалывать

Группа учёных из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) продвинулась по пути создания безопасного литиевого аккумулятора. Современные литиевые батареи подвержены риску возгорания при повреждении — этой проблемы лишена новая разработка. Более того, созданный исследователями аккумулятор может без последствий растягиваться, сгибаться и даже подвергаться частичному разрушению — делать всё то, что необходимо для развития робототехники.

 Источник изображений: UC Berkeley

Источник изображений: UC Berkeley

Предыдущие разработки в этой области не могли похвастаться длительным сроком службы и большим числом циклов зарядки. Аккумулятор «из Беркли» преодолел эти и другие ограничения, продемонстрировав на примере прототипа способность выдерживать как минимум 500 циклов зарядки. Примерно столько же циклов обещают выдерживать современные массовые литий-ионные аккумуляторы.

В процессе создания устойчивого к грубым физическим воздействиям аккумулятора исследователи решали две основные задачи. Во-первых, батарея не должна была содержать токсичных материалов. Во-вторых, структура электролита должна была самостоятельно сохранять форму — если это определение уместно для электролита в виде «желе». Учёные справились с обеими задачами, хотя не всё получилось идеально.

«Современные аккумуляторы требуют жёсткой оболочки, потому что используемый в них электролит взрывоопасен. Мы хотели создать аккумулятор, который можно было бы безопасно использовать без твёрдой упаковки, — поясняют учёные. — К сожалению, гибкая упаковка из полимеров или других эластичных материалов может легко пропускать воздух или воду, которые вступают в реакцию со стандартными электролитами, выделяя много тепла и потенциально приводя к пожарам и взрывам. Именно поэтому в 2017 году мы начали экспериментировать с квазитвёрдыми гидрогелевыми электролитами».

Поскольку готового решения не существовало, исследователи перепробовали множество соединений, прежде чем добились образования надёжных молекулярных связей в электролите при сохранении приемлемой ионной проводимости. В частности, рабочее напряжение аккумулятора удалось поднять до 3 В и даже немного выше, тогда как ранее квазитвёрдые гидрогелевые электролиты ограничивали этот показатель уровнем около 1,2 В, что недостаточно для практического применения.

В основу нового электролита легли так называемые цвиттерионные (zwitterionic) полимеры — класс макромолекул, содержащих одновременно положительно и отрицательно заряженные группы в основной или боковых цепях. Эти заряды расположены близко друг к другу и часто нейтрализуют друг друга, формируя молекулы с общей электрической нейтральностью. В аккумуляторах такой полимер использовал свои «положительные стороны» для установления связей с молекулами воды, а отрицательный заряд — для притягивания ионов лития.

Эксперименты показали, что гидрогелевая батарея в мягкой оболочке поглощала всего 19 % влаги из воздуха при влажности 50 %. Это позволяло аккумулятору работать при напряжении 3,1 В. Двумя заметными недостатками новой батареи стали более быстрая потеря ёмкости — до 60 % от первоначального уровня после 500 циклов зарядки (в то время как современные аккумуляторы теряют не более 20 %), а также низкая плотность запасаемой энергии, составляющая всего около 10 % от уровня современных батарей.

Зато новый мягкий аккумулятор в гибкой полимерной упаковке можно было без последствий сгибать, скручивать, прокалывать и даже разрезать. Он даже восстанавливался после порезов — хотя для этого его требовалось запекать в печи. Учёные уверены, что вновь приобретённые свойства помогут в создании более безопасной электроники — от робототехники до носимых устройств. Тем более что характеристики аккумулятора ещё можно улучшить. Это лишь вопрос времени и дальнейших научных исследований.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Sony показала 17 минут геймплея Ghost of Yotei и анонсировала лимитированные PS5 в стиле игры 38 мин.
Агентство по охране окружающей среды США посетовало на непрекращающиеся попытки бездумного внедрения ИИ 2 ч.
TikTok уже приступил к реструктуризации американского бизнеса, хотя перспективы сделки не ясны 2 ч.
ГК «Гарда»: лишь треть российских компаний использует решения для защиты данных 3 ч.
Новая статья: В малом весе: обзор российских мобильных операционных систем 11 ч.
YouTube объявил о закрытии раздела «В тренде», но уже готовит ему замену 11 ч.
Первый геймплей боевика «Земский собор» от создателей «Смуты» не впечатлил игроков 11 ч.
Забастовка актёров озвучки игр наконец завершена — участники SAG-AFTRA одобрили новый договор 13 ч.
«Я был пьян, но утечки так и не случилось»: глава издательского отдела Larian рассказал, как чуть не «слил» дату выхода Baldur's Gate 3 15 ч.
Google Gemini научился превращать фото в восьмисекундные видео со звуком, но небесплатно 15 ч.
На свою третью годовщину телескоп «Джеймс Уэбб» во всей красе показал туманность «Кошачья лапа» 6 мин.
Проблемы Tesla и электромобильного рынка США в целом вынудили Panasonic притормозить строительство аккумуляторного завода в США 10 мин.
В облаке AWS появились инстансы EC2 P6e-GB200 UltraServer на базе ИИ-суперускорителей NVIDIA GB200 NVL72 2 ч.
В России стартовали продажи смартфона Honor X6c с мощной батареей и повышенной прочностью за 12 000 рублей 2 ч.
Электрический гиперкар Rimac Nevera R установил 24 новых мировых рекорда, разогнавшись до 431,45 км/ч 3 ч.
Huawei пытается продвигать свои ускорители вычислений на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии 4 ч.
Аналитики усомнились в рентабельности бизнеса Starlink после опубликованного отчёта 5 ч.
Масштабные планы Apple на 2026 год: новые Mac, iPad, iPhone и даже монитор 5 ч.
Глава Nvidia встретился с Дональдом Трампом перед визитом в Китай, капитализация компании превысила $4 трлн 6 ч.
Meta готовит новые умные очки Ray-Ban без дисплея, но с улучшенной батареей 6 ч.