Смартфони будуть оснащувати кремнієвими батареями

Кремнієві акумулятори виявилися в п'ять разів автономніше.

Схоже, що акумулятори на основі літію, іона і полімеру доживають свої останні дні. Прогрес не стоїть на місці і властивостей цих елементів вже не достатньо для забезпечення належної роботи смартфонів і планшетів при інтенсивному навантаженні. До того ж часто перевантаження таких батарей закінчується вибухом гаджетів. Що робить ці акумулятори ще й небезпечними для користувачів. Але, схоже, вченим все ж таки вдалося знайти інший матеріал, який відмінно підходить для виробництва акумуляторних батарей в майбутньому. Мова йде про кремній.

Дослідження показали, що при використанні в акумуляторах цього матеріалу, вони в п'ять разів обходять літієві акумулятори по ємності. Однак, на жаль, кремній розширюється на 400%. Що призводить до його непридатності.

Дослідження

Тому, щоб утримати речовину на місці дослідники додали блоки молекул в кремнієві батареї. Після цього, як показують тести, ефективність після сотень циклів перезарядки зросла на 98%, а за часом автономної роботи кремнієві акумулятори зрівнялися з батареями, виготовленими з графена.

Варто відзначити, що корейські вчені і виробники акумуляторів вже займаються освоєнням кремнію. Зокрема у Корейському інституті передових технологій описали принцип роботи кремнієвих батарей.

Конструкція батареї

Дані акумулятори складаються з двох частин — літієвого катода і анода з іонами з негативним зарядом. Літієвий катод утримує позитивно заряджені частинки. При зарядженні, іони літію рухаються від катода до анода, а при використанні акумулятора — від анода до катода.

Зараз виробники акумуляторів для виготовлення анодів використовують графіт. Але експерименти довели, що більш ефективно використовувати для цього кремній. У пошуках полімеру, який би утримував склад кремнієвого анода на місці, були випробувані сотні матеріалів. Але не один з них не впорався з поставленим завданням.

Поліротаксан

Зрештою, в якості бар'єру було застосовано таку речовину як поліротаксан, який складається з еластичних і твердих рухомих кілець. Такий бар'єр силою утримує кремній і не дає матеріалу надміру розширюватися при заряджанні.

Кремнієві батареї також відмінно підходять для електромобілів, коли потрібно зберігати великі обсяги енергії тривалий період. Що вже тут говорити про смартфони, які замість одного дня працюють цілих три дні від одного заряду при інтенсивному використанні!

Експертна оцінка технології

Однак не все так райдужно, як здається. Справа в тому, що незалежні експерти проаналізували дану технологію і прийшли до висновку, що вона вельми витратна. Через складну конструкцію виробництво батарей на основі кремнію пов'язано з безліччю труднощів.

Проте, розробники цієї технології вже уклали договір про співпрацю з одним з провідних постачальників акумуляторів. Тому перші пристрої з кремнієвими батареями з'являться вже найближчим часом.