Уральские исследователи приблизились к созданию эффективной твердотельной литиевой батареи, которая будет отличаться от обычной большей энергоемкостью, экономичностью, безопасностью, коротким периодом зарядки и долгим сроком службы. Сообщения о создании такого источника появляются все чаще, однако неясно, когда такая разработка появится и поступит в производство. Поэтому исследования продолжаются.
Создать твердотельный источник тока непросто. Причина в том, что из-за шероховатости поверхностей электрода и электролита, которая мешает обеспечить необходимую плотность соприкосновения, на границе между электродом и электролитом возникают высокие сопротивления. Проблема, как выяснили исследователи, устраняется размещением между литиевым анодом и электролитом буферного слоя алюминия.
Ученые из Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН и УрФУ впервые экспериментально определили оптимальную толщину алюминиевого слоя.
Твердотельные аккумуляторы востребованы в авиационно-космической технике, в системах обслуживания газо- и нефтепроводов
— На керамику твердого электролита был напылен слой алюминия различной толщины, на который наносили анодный материал — литий, — рассказала "РГ" руководитель исследований, старший научный сотрудник лаборатории химических источников тока ИВТЭ УрО РАН Евгения Ильина. — Оптимальная толщина алюминия была определена исходя из значений сопротивления в симметричных ячейках, в том числе, на границе между твердым электролитом и литиевым анодом. Так, толщина в 150 нанометра приводила к значительному снижению сопротивления на границе.
Ученые уже описали процесс, с помощью которого можно повысить плотность контакта и токопроводящие характеристики системы. Но для создания прототипа нужно разобраться с высоким сопротивлением на границе электролит-электрод со стороны анода (для этого на электролит и поместили слой алюминия) и со стороны катода. Над решением этой задачи уральские исследователи и продолжают работать.
Подобные аккумуляторы востребованы в авиационно-космической технике, для питания систем обслуживания газо- и нефтепроводов, для заряда устройств в экстремальных условиях.
По мнению уральских разработчиков, твердотельные батареи не будут универсальным решением для любых устройств — вероятно, их будут создавать для решения конкретных промышленных задач.
Самая перспективная сфера для применения таких батарей — производство электромобилей, потому что с их помощью машины смогут преодолевать большие расстояния на одном заряде.
По данным опроса drom.ru, 22 процента автолюбителей отказываются от покупки электромобиля из-за отсутствия зарядных станций.
По словам руководителя проектов Группы компаний SRG Александра Багрецова, пока "потолок" по емкости и скорости зарядки недостаточно высок — максимум 500 километров пробега "с полным баком". Поэтому поиск новых технологических решений крайне важен.
