Long read
Литий-ионная батарея сегодня находит широкое применение в качестве источника энергии для смартфонов, планшетов, ноутбуков, фото- и видеокамер, мелкой бытовой техники и даже электромобилей. Но у нее есть один существенный недостаток: в случае «перезарядки» в структуре лития начинают формироваться металлические кристаллы-дендриты, что может вызывать короткое замыкание и последующее возгорание.
Чтобы этого избежать, производители техники рассчитывают температуру, при которой начинается перегревание, и программируют электронику на автоматическое отключение от сети. К сожалению, точно измерить «опасную» температуру практически невозможно, поэтому разработчикам приходится устанавливать крайне низкие пределы максимальной скорости зарядки.
Английские физики нашли выход из ситуации и продумали целый спектр методов, которые позволят осуществлять прямой и высокоточный мониторинг состояния батарей различных форматов и назначения. Суть одного из них заключается в использовании миниатюрных электродов и волоконных брэгговских решеток. Они помещаются в аккумулятор через специально сделанные отверстия в защитном слое, покрытом фторированным этилен-пропиленом, и могут контактировать со всеми частями батареи, а также выдерживать электрическое, химическое и механическое воздействие.
Протестировав новую технологию, ученые пришли к неожиданному выводу: существующие сегодня на рынке литий-ионные аккумуляторы могут заряжаться в разы быстрее, чем установлено по умолчанию. Они уверены, что это открытие может стать прорывом в энергетической области, но для начала предлагают воспользоваться им водителям электромобилей.
Правда, один из авторов статьи, сотрудник университета Таздин Амиецзаев (Tazdin Amietszajew), не отрицает, что это может сократить срок службы накопителей энергии. «Мы знаем, что многие автогонщики были бы рады возможности быстрой зарядки в том случае, когда им, например, нужно проехать короткую дистанцию, − пишет он. − А чтобы аккумулятор прослужил им дольше, они должны будут время от времени переключаться на стандартный режим».
Профессор Рохит Бхагат (Rohit Bhagat) сообщил, что исследовательская группа сейчас работает над рядом других проектов, и в скором времени будут опубликованы еще несколько исследований о потенциале литий-ионных батарей.
Технологии
Евгения Чернышёва
