Сегодня 18 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → гибкий аккумулятор

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Reddit готовит новый контракт с Google по интеграции с ИИ-сервисами 46 мин.
Даже авторы сценария The Wolf Among Us 2 не знают, что происходит с игрой 10 ч.
Nothing анонсировала OS 4.0 — интерфейс стал проще, а камера умнее 12 ч.
Paradox добавила возмутившие фанатов платные кланы в стандартное издание Vampire: The Masquerade — Bloodlines 2 и анонсировала два сюжетных DLC 12 ч.
Жертвы утечки данных Facebook через Cambridge Analytica начали получать выплаты от Цукерберга 13 ч.
В мессенджере Max начинаются «открытые» тесты каналов — создавать их разрешат блогерам из реестра РКН 13 ч.
В России выплатили первую зарплату в цифровых рублях 14 ч.
На официальном сайте Like a Dragon засветилась Yakuza Kiwami 3 — Ryu Ga Gotoku Studio готовит анонс ремейка Yakuza 3 14 ч.
Rutube объяснил: пиратский контент на хостинг закачивают пользователи, но Netflix пока не жалуется 15 ч.
Microsoft обратилась к ИИ от Anthropic для Visual Studio Code — OpenAI больше не в почёте 16 ч.
Alibaba удалось разработать ИИ-чип T-Head PPU, сопоставимый по характеристикам с Nvidia H20 4 ч.
Новая статья: Обзор «золотого» блока питания GamerStorm PQ1000G (PQA00G-FD) с разъемом 12V-2x6 8 ч.
Глава NVIDIA разочарован запретом Китая на покупку RTX Pro 6000D, но все вопросы будут решаться на высшем уровне 8 ч.
Журналисты протестировали Apple Watch Series 11, Ultra 3 и SE 3 — всем нравится младшая модель 9 ч.
CoreWeave инвестирует ещё £1,5 млрд в британские ИИ ЦОД 9 ч.
Российский специалист по ремонту ПК-оборудования VIK-on выпустил DDR5-тестер для ноутбуков 9 ч.
Garmin выпустила смарт-часы Venu 4 — улучшенные функции, светодиодный фонарик и цена от $550 9 ч.
iPhone 17 Pro обласкали в первых обзорах: «значительное обновление, вызывающее восторг» 10 ч.
СМИ и блогеры протестировали iPhone Air: «ультратонкий смартфон не без компромиссов» 10 ч.
Вышли первые обзоры iPhone 17: «лучший вариант базовой модели за последние годы» 10 ч.