Смартфоны будут оснащать кремниевыми батареями

Кремниевые аккумуляторы оказались в пять раз автономнее.

Похоже,  что аккумуляторы на основе лития, иона и полимера доживают свои последние дни. Прогресс не стоит на месте и свойств этих элементов уже не достаточно для обеспечения должной работы смартфонов и планшетов при интенсивной нагрузке. К тому же зачастую перегрузка таких батарей заканчивается взрывом гаджетов. Что делает эти аккумуляторы еще и небезопасными для пользователей. Но, похоже, ученым все же удалось найти другой материал, который отлично подходит для производства аккумуляторных батарей в будущем. Речь идет о кремнии.

Исследования показали, что при использовании в аккумуляторах этого материала, они в пять раз обходят литиевые аккумуляторы по ёмкости. Однако, к сожалению, кремний расширяется на 400% и приходит в негодность.

Исследования

Поэтому, чтобы удержать вещество на месте исследователи добавили блоки молекул в кремниевые батареи. После этого, как показывают тесты, эффективность после сотен циклов перезарядки возросла на 98%, а по времени автономной работы кремниевые аккумуляторы сравнялись с батареями, изготовленными из графена.

Стоит отметить, что корейские учёные и производители аккумуляторов уже занимаются освоением кремния. В Корейском институте передовых технологий описали принцип работы кремниевых батарей.

Конструкция батареи

Данные аккумуляторы состоят из двух частей — литиевого катода и анода с ионами с негативным зарядом. Литиевый катод удерживает позитивно заряженные частицы. При зарядке ионы лития двигаются от катода к аноду, а при использовании аккумулятора — от анода к катоду.

Сейчас производители аккумуляторов для изготовления анодов используют графит. Но эксперименты доказали, что более эффективно использовать для этого кремний. В поисках полимера, который бы удерживал состав кремниевого анода на месте, были испробованы сотни материалов. Но не один из них с поставленной задачей не справился.

Полиротаксан

В конце концов, в качестве барьера было применено такое вещество как полиротаксан, который состоит из эластичных и твердых подвижных колец. Такой барьер силой удерживает кремний и не дает материалу излишне расширяться при зарядке. 

Кремниевые батареи также отлично подходят для электромобилей, когда нужно хранить большие объёмы энергии длительный период. Что уж тут говорить о смартфонах, которые вместо одного дня работают целых три дня от одного заряда при интенсивном использовании!

Экспертная оценка технологии

Однако не все так радужно как кажется. Дело в том, что независимые эксперты проанализировали данную технологию и пришли к выводу, что она весьма затратная. Из-за сложной конструкции производство батарей на основе кремния связано с множеством трудностей.

Однако, разработчики этой технологии уже заключили договор о сотрудничестве с одним из ведущих поставщиков аккумуляторов. Поэтому первые устройства с кремниевыми батареями появятся уже в ближайшее время.