Daily Mail сообщила о создании новой батареи для электромобиля учеными из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона Полсона (SEAS). В основе разработки будет лежать идея использования литий-металлических батарей вместо литий-ионных, используемых в нынешних электромобилях.
Основным недостатком современных литий-ионных батарей является то, что они довольно долго заряжаются и служат, в зависимости от того, насколько активно их используют, 7-8 лет, а со временем окончательно разряжаются. Конечно, их можно заменить, но они настолько дороги, что проще купить новый автомобиль, чем менять аккумулятор. Еще один недостаток таких батарей – размер.
Новый литий-металлический аккумулятор, предложенный гарвардскими разработчиками, увеличивает срок службы электромобилей до 20 лет, что делает их сравнимыми по времени эксплуатации с автомобилями, работающими на бензине или дизельном топливе. При этом батарея не требует замены.
Лабораторные испытания показали, что прототип заряжается всего за три минуты, жизненный цикл обеспечивает более 10 000 зарядок. Задача конструкторов на данный момент – найти возможность заключить начинку в элемент размером с ладонь, чтобы через три-пять лет его можно было использовать в электромобилях.
В то же время литий-металлические батареи вмещают значительно больше энергии, чем традиционные литий-ионные. Но их недостаток в том, что они склонны к образованию дендритов – жестких древовидных структур, ускоряющих износ. Гарварду удалось решить эту проблему, вдохновившись идеей многослойного сэндвича.
Батареи обычно состоят из трех основных компонентов – катода, анода 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 результате дендриты прорастают сквозь “салат” и “помидор”, но останавливаются на “беконе”. Защитный барьер не позволяет дендритам пробиться сквозь него и вызвать короткое замыкание в батарее.
