Оба-на!!!

Ионно-литиевые аккумуляторы широко применяются в самых различных устройствах — от мобильных телефонов и портативных плееров до ноутбуков и электромобилей.

Эти источники питания характеризуются высокой емкостью и выдерживают большое количество циклов перезарядки, однако собственно процесс накопления энергии отнимает слишком много времени.

Ученые связывали этот недостаток с существующим ограничением скорости прохода электронов и ионов через материал батареи.

Специалисты MIT в ходе исследования сформировали компьютерную модель перемещения ионов для литиевых аккумуляторов с фосфатом железа (LiFePO₄). Как оказалось, ионы способны двигаться с очень высокой скоростью. Дальнейшие расчеты показали, что проблема, присущая современным батареям, связана с процессом перемещения ионов: они проходят через крошечные тоннели, расположенные на поверхности материала. Для преодоления канала ион должен быть позиционирован строго по направлению к нему, в противном случае он может не попасть во вход тоннеля.

С целью решения проблемы исследователи, руководимые Гербрандом Цедером (Gerbrand Ceder), предложили сформировать специальную поверхностную структуру, напоминающую кольцевую автостраду, которая направляла бы ионы в сторону тоннелей. Прототип небольшой батареи, созданный учеными, заряжается всего за 10-20 секунд (сравните с шестью минутами обычного аккумулятора).

Большинство коммерческих ионно-литиевых аккумуляторов производится с применением лития и кобальта, поскольку по сравнению с фосфатом железа обладают несколько большей емкостью. Однако сотрудники MIT утверждают, что батареи, созданные по их методике, не только смогут быстро подзаряжаться, но и не будут деградировать с течением времени и перегреваться. Это позволит выпускать более компактные и легкие источники питания. Ученые полагают, что новая методика, предполагающая внесение относительно небольших изменений в существующий техпроцесс, может быть внедрена в течение двух-трех лет.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического института.