3 минуты на зарядку и 20 лет службы: в Гарварде создали батарею для электромобилей

Стартап Adden Energy из Массачусетса получил лицензию и финансирование в размере 5,15 миллиона долларов на создание дизайна батарей для электромобилей, сообщает Daily Mail. В основу новых аккумуляторов будет положена идея сотрудников Гарвардской школы инженерных и прикладных наук имени Джона Полсона (SEAS), которые предложили вместо литий-ионных батарей, используемых в нынешних электромобилях, производить литий-металлические.

Современные литий-ионные аккумуляторы довольно долго заряжаются и служат в зависимости от активности эксплуатации семь-восемь лет, со временем окончательно разряжаясь. Их можно заменять, но из-за высокой цены водителям зачастую проще купить совершенно новый электромобиль. Еще один минус таких батарей – габариты.

Новая литий-металлическая батарея, предложенная гарвардскими разработчиками, может увеличить срок службы электромобилей до сопоставимого с бензиновыми и дизельными – 20 лет. При этом батарею не нужно менять. В лабораторных испытаниях прототип заряжался всего за три минуты, цикл службы предусматривает более 10 000 зарядок. Задача дизайнеров – уместить начинку в элемент размером с ладонь, чтобы через три-пять лет его можно было использовать в электромобилях.

Литий-металлические батареи удерживают значительно больше энергии и заряжаются за меньшее время по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Но они склонны к образованию дендритов – жестких древовидных структур, которые ускоряют изнашивание. Гарвардские изобретатели сумели справиться с этой проблемой, использовав в качестве источника вдохновения традиционный сэндвич с беконом, салатом и помидором.

Батареи обычно состоят из трех основных компонентов – анода, катода и электролита. В батарее гарвардских ученых сначала идет «хлеб» (металлический литиевый анод), затем «листья салата» (графитовое покрытие), затем слой «помидоров» (первый электролит) и слой «бекона» (второй электролит) и, наконец, еще один слой «помидоров» и последний кусок «хлеба» (катод). В итоге дендриты прорастают сквозь «листья салата» и «помидоры», но останавливаются на «беконе». Защитный барьер предотвращает проталкивание дендритов и короткое замыкание батареи.