Твердотельные аккумуляторы помогут избежать проблем, как с Samsung Galaxy Note 7

Samsung пришлось прекратить продажу устройств Samsung Galaxy Note 7 после сообщений о перегревании и возгорании. Вчера компания объявила о своем намерении прекратить производство и продажи устройства в целом. Эти дорогостоящие и неудобные проблемы для компании, произошли изза батареи.

Как почти у всех перезаряжаемых гаджетов, Galaxy Note от Samsung 7 использует литийионный аккумулятор, в котором ионы лития используются для перемещения заряда между положительными и отрицательными электродами батареи. Ионы переносятся между ними в жидком электролите, обычно литиевой солиВ случае короткого замыкания сильно горючий жидкий электролит может нагреваться и даже загоретьсяSamsung объявила, что причиной перегрева стала редкая ошибка изготовления.

Инженерный прорыв может привести к батареям, которые никогда не выходят из строя

Исследовали калифорнийский университета Ирвайн создали материал батареи, который можно заряжать сотни тысяч раз.

Твердотельные батареи работают иначе, чем литийионные батареи. Вместо того чтобы использовать жидкий электролит, они используют твердый материалкоторый стабилен в течение гораздо более широком диапазоне температурэто значит, риск перегрева и пожаров в значительной степени уходит.

Исследование твердотельных ведется уже 20 лет, но отрасль электроники попрежнему зависит от традиционных литийионных батарейЭто отчасти потому, что ионы должны иметь возможность свободно перемещаться между анодом и катодом. Жидкости лучше подходят для этого, чем твердые частицы.

«Разочарование с твердым состоянием в том, что вам нужна очень высокая подвижность ионов, чтобы сделать крошечный ток от батареи, поэтому возникает вопрос, как получать надежность, механическую устойчивость, и термическую стабильность твердого телане жертвуя при высокой ионной подвижностью?», — говорит Профессор Дональд Садвей, профессор химии в Массачусетском технологическом институте.

Исследователи MIT работают над различными аспектами химии батареи, создавая полимер, который работает не только в качестве твердого электролитаа также в качестве разделителя между двумя электродами, то есть они не будут коротким и прижаты друг к другу.

Преимущества твердотельных аккумуляторов

Цель в том, говорит Садвей, что должен быть «разработан материал, который обладает механическими свойствами, подобными твердому телу и жидкоподобными электрическими свойствами«. Мало того, он должен остается стабильным в присутствии металлического лития, так что графит может быть заменен металлическим литием. Конечный результат? Электрод меньше, так что сама батарея также может быть меньше. Это дает компании электроники выбор или уменьшить размер батареи или производить твердотельный аккумулятор такого же размера, что и традиционный литийионный, но с большей плотностью энергии.

Насколько больше плотность энергии твердотельных батарей по сравнению с их традиционными литийионными эквивалентами для одного и того же размера батареи является предметом обсуждения, но компании сообщают о 2030 % и до 100 процентов.

Увеличенная плотность энергии не является единственным способом, которым твердотельные батареи могут сэкономить пространство по сравнению с нынешним поколением батареи. Например, материал липондругой электролит популярной среди нескольких твердотельных батарей, может быть сделан в форме тонкой пленки, поэтому батарейки легко включить в малейшие устройства.

Oak Ridge National Laboratories, сообщила об испытаниях твердотельного аккумулятора, который прошел через 10000 циклов с более высоким напряжением, чем обычные ионнолитиевые батареи (5.1V по сравнению с 4.3V), потеряв лишь 10 процентов его способности в этом процессеТакая батарея имеет срок службы более 27 лет с ежедневным циклом зарядки/разрядки.

«Я подозреваю, что к концу десятилетия мы увидим первое использование твердотельных батарей«, — подытожил Сабвей.