В Китае разработана гибкая батарея для «умных» устройств нового поколения (2 фото)

Литий-воздушные батареи рассматриваются в качестве потенциальной альтернативы литий-ионным в связи с большим ресурсом: в отличие от последних, они теоретически могут содержать в 10 раз больше энергии. При этом литий-воздушные аккумуляторы также состоят из отрицательно заряженного электрода — анода — и положительно заряженного катода, разделяемых жидким электролитом. Ключевой проблемой новых батарей остается их традиционно жесткая структура, в частности керамическая, которая делает невозможным безвредное сгибание батареи при использовании в сочетании с носимыми устройствами.
«Существует острая необходимость в эластичных источниках питания для мобильных и “умных” материалов нового поколения. Такие дизайн-концепции откроют перед нами эпоху действительно гибких устройств», — сообщил инженер Университета Карнеги — Меллона (США) Венкат Вишванатан.
В рамках работы специалисты из Китая создали собственные элементы аккумулятора, разместив электроды не друг за другом, но в виде концентрических слоев — по аналогии с коаксиальным кабелем. Основу батареи составил гибкий провод из лития, а жидкий электролит был заменен на полимерный гель. Катод вместо жесткого материала ученые выполнили из углеродной ткани, которую покрыл завершающий резиновый слой с перфорациями для обеспечения доступа воздуха к катоду. Нагревание наружного слоя связывало остальные элементы аккумулятора в тесном электрическом контакте.

Испытания подтвердили надежность технологии: сконструированная батарея выдержала более тысячи сгибаний, около ста подзарядок и сохраняла работоспособность при погружении под воду в течение 5 минут. Достичь водонепроницаемости удалось благодаря полимерному электролиту, который характеризуется высокой гидрофобностью. Таким образом, был решен вопрос свойственной литий-воздушным аккумуляторам повышенной коррозийности.
В настоящее время команда занимается совершенствованием электродов, конфигурации элементов и структуры батареи. Увеличить планируется, в частности, предельное количество подзарядок.