Новые батареи могут заряжаться за несколько секунд

Исследователи из MIT создали новый тип материала для батарей, который позволит производить батареи меньшего размера, заряжающиеся всего за несколько секунд, а не за несколько часов, как в обычных батареях. Это позволит очень быстро заряжать сотовые телефоны, портативные медиаплееры и даже аккумуляторы электрических автомобилей, но в этом случае скорость зарядки будет ограничена мощностью электрической сети.

Публикация об этой работе напечатана в выпуске журнала Nature за 12 марта этого года. В новых батареях используются те же вещества, что и в обычных, но с немного изменённой структурой. Это значит что их можно будет внедрить в массовое производство в течении ближайших 3 лет. Современные литий ионные батарейки обладают большой вместимостью – они очень хороши для накопления большого заряда, но у них есть один недостаток – они очень медленно отдают свой заряд и очень медленно заряжаются.

Ранее учёные думали, что за низкую скорость отдачи заряда ответственны ионы лития, которые не могут быстро передвигаться через материал. Но исследователи из MIT выяснили, с помощью компьютерного моделирования, что через хорошо известный материал фосфат лития ионы лития должны двигаться очень быстро. Дальнейшие вычисления показали, что ионы лития действительно могут перемещаться через материал очень быстро, но только через туннели, доступные с поверхности.

Если ион лития близко к поверхности, то он находится около самого входа в туннель и может очень быстро перемещаться через материал, тогда как, когда он находится внутри материала, то он не может попасть в туннель и скорость его перемещения очень низка. По этому учёные создали новую структуру материала, которая позволяет ионам лития очень быстро перемещаться к поверхности материала и заходить в туннель.

Используя свою технологию, учёные создали небольшую батарейку, которая может быть полностью заряжена или разряжена за 10 – 20 секунд, тогда как обычные батарейки такого размера заряжаются и разряжаются за 6 минут. Также исследователи выяснили, что этот материал не теряет своих свойств при многократной зарядке-разрядке. Появление таких батарей в мобильных устройствах может значительно ускорить скорость их зарядки и упростить их использование, а также позволит создать более скоростные электрически автомобили.