Открытие пришло с неожиданной стороны. Дело в том, что раньше учёные не могли понять, в чём причина низкой скорости перемещения ионов лития между электродами и, следовательно, медленной зарядки аккумулятора. Дополнительные исследования показали, что проблема в их маршруте: в эксперименте с кристаллом соли LiFePO4 (на фото, материал открыт пять лет назад) явно были видны конкретные точки входа и выхода ионов.
Учёные решили изменить свойства материала для катода. Они экспериментировали с долями фосфора и железа, а получившуюся смесь в течение десяти часов держали на температуре 600°С под аргоном. В результате нагрева получились идеальные шарики соли диаметром около 50 нм с покрытием из тонкой плёнки ( 5 нм), похожей на стекло. В обычных условиях материал проявил себя нормально, но когда величину заряда увеличили с 2 до 200 кулонов, то ёмкость электролита хоть и снизилась, зато скорость зарядки выросла в сто раз. При увеличении до 400 кулонов она выросла ещё вдвое — до показателей, которые раньше наблюдались только у сверхпроводников.
В принципе, аккумуляторы с новыми катодами можно сделать прямо сейчас. Но существует большая проблема с огромными потерями энергии в процессе зарядки, которые делают пока эту технологию исключительно расточительной. Так, при зарядке стандартного телефонного аккумулятора огромная часть энергии уходит в тепло, то есть аккумулятор очень сильно нагревается, а это неприемлемо в реальных условиях.
По материалам: www.nature.com/
P.S. от себя добавим, что самое главное, что получен принцип зарядки, осталось лишь улучшить и отработать технологию. Конечно, это займет некоторое время, но самое главное задача принципиально решена.
