Нова тънкослойна батерия се презарежда само за една минута

Литиево-йонните батерии са навсякъде – от смартфони и лаптопи до автомобили и дори сателити. Понастоящем това е най-зрялата батерийна технология на пазара и все пак тя не е подходяща за редица приложения. Литиево-йонните батерии губят от капацитета си при всеки цикъл на зареждане и разреждане, зареждат се относително бавно и работят добре в тесен температурен диапазон.

Според изследователи от Шведските федерални лаборатории по материалознание и технологии (EMPA) е време батерийните технологии да се преосмислят. В сравнение със съществуващите или разработваните в момента технологии, батерията на Абдесалем Арибиа и Мориц Футшер от EMPA предлага някои съществени предимства – тя може да бъде заредена и разредена в рамките на една минута, издържа 10 пъти повече, отколкото литиево-йонна батерия, и не е чувствителна на температурни флуктуации.

В допълнение, за разлика от литиево-йонните батерии, батерията на шведските учени не е запалима – основно преимущество, тъй като днешните презареждащи се батерии се смятат за опасни материали. Неправилното манипулиране или повреждането на една конвенционална литиево-йонна клетка може да доведе до пожар, който се гаси изключително трудно и при който се отделят токсични газове. “За разлика от това, ако разрежете нашата батерия с ножица, просто ще получите две батерии, които са наполовина добри”, казва Арибиа.

Високопрецизно производство

Новата батерия е т.нар. тънкослойна твърдотелна батерия. Самата технология не е нова – такива батерии се произвеждат от 1980-те години. Поради много ниското тегло на тънкослойните им компоненти обаче – цялата клетка е с дебелина едва няколко микрометра, досега те можеха да съхраняват много малко енергия. Футшер и Арибиа успяват да наслоят няколко такива батерии една върху друга, увеличавайки капацитета им.

Това прави батерията многообещаваща за търговски приложения. Тънкослойните батерии се произвеждат чрез вакуумно нанасяне – желаните материали се атомизират във вакуумна камера, след което отделните атоми се нанасят в прецизно контролиран слой върху целевия субстрат. Технологията се използва масово в производството на полупроводникови компоненти и стъклени покрития, което според Футшер е предимство, тъй като до голяма степен машините и ноу-хауто за производството на тяхната батерия вече са налице.