Литий-ионные аккумуляторы стали в 10 раз эффективнее

Французская компания Nawa technologies заявила, что уже производит электроды новой конструкции, которые могут радикально повысить производительность существующих и будущих аккумуляторных батарей. Они обеспечивают 3-кратное увеличение плотности энергии, 10-кратное увеличение мощности, значительно более быструю зарядку и продлевают срок службы аккумуляторов до пяти раз.

Компания объявила, что те же высокотехнологичные электроды, которые она использует для создания ультраконденсаторов нового поколения, могут быть адаптированы для литий-ионных аккумуляторов поколения текущего.

Все сводится к тому, как активный материал удерживается в электроде, и к маршруту, по которому ионы в этом материале должны доставить свой заряд. Типичный электрод состоит из смеси порошков, добавок и связующих. Там, где используются углеродные нанотрубки, они обычно застревают в виде беспорядочных «запутанных спагетти». Это придает несущим заряд ионам случайный, хаотичный и трудный путь, который надо пройти к токосъемнику под нагрузкой.

С другой стороны, вертикально расположенные углеродные нанотрубки Nawa создают анодную или катодную структуру, больше похожую на расческу, с сотней миллиардов прямых высокопроводящих нанотрубок, торчащих из каждого квадратного сантиметра. Затем каждый из этих крошечных полюсов с надежным закреплением покрывается активным материалом, будь то ионы лития или что-то еще.

Результатом является резкое сокращение средней длины свободного пробега ионов — расстояния, которое необходимо пройти заряду, чтобы войти в батарею или выйти из нее, — поскольку каждая капля лития более или менее непосредственно прикреплена к нанотрубке, которая действует как прямая магистраль и часть токоприемника.

«Расстояние, которое должен пройти ион, составляет всего несколько нанометров — вместо микрометров, как в случае с простым электродом», поясняют представители компании.

Это обстоятельство, по их словам, радикально увеличивает удельную мощность — способность батареи обеспечивать быструю зарядку и разрядку. Это означает, что батареи могут выдавать в 10 раз больше энергии, а время зарядки их при этом также сокращается на порядок. Nawa заявляет, что пятиминутная зарядка должна обеспечить вам от 0 до 80 процентов при правильной инфраструктуре зарядки.

Кроме того, поскольку в этих сверхлегких каркасах из нанотрубок есть зазоры и меньше посторонних связующих и добавочных материалов, батарея, содержащая заданное количество активного материала, может стать намного, намного легче и компактнее. Плотность энергии, как по весу, так и по объему, может увеличиться в 2−3 раза.