Разработан новый аккумулятор со способностью к самоисцелению

Специалисты представили новый тип тонких, гибких, самовосстанавливающихся литий-ионных аккумуляторов. Устройства могут стать безопасным решением для электроники, встроенной в одежду и другие предметы.

Даже после распада на части батарея, описанная в Angewandte Chemie, может срастись обратно без серьезных последствий для электромеханических свойств. Существующие литий-ионные аккумуляторы для носимой электроники легко гнутся и скручиваются. Но они могут сломаться, если усилие слишком сильное (например, если на устройство наступили). Помимо прихода электроники в негодность, такая авария потенциально опасна, так как есть риск утечки токсичных жидкостей или газов.

Впервые новый тип литий-ионных аккумуляторов был представлен Ен Ваном Ганном и Хуэй Шен Пеном. От поломок их защищало уникальное свойство самовосстановления. Чтобы батарея имела такую способность, самоисцелением должны были обладать все ее компоненты. Ученым из университета Фудань, Института передовых технологий и НИИ, принадлежащих Samsung, удалось создать подобное устройство.

Электроды батарей состоят из слоев параллельных углеродных нанотрубок. Между ними разместились литиевые составляющие в форме наночастиц: LiMn(2)O(4) и LiTi(2)(PO(4))(3). В отличие от традиционных аккумуляторов, здесь эти соединения не могут вытечь из электродов даже после поломки корпуса. Батарея заполнена новым, не содержащим растворителей, электролитом из целлюлозного геля и водного раствора сульфата лития. Он также выступает в роли разделительного слоя для электродов.

При поломке нужно просто сдавить воедино кусочки в месте разрыва на несколько секунд – они срастутся обратно. Параллельное расположение слоев нанотрубок помогает им лучше соединяться, в сравнении с беспорядочным размещением. Гель остается стабильным, в отличие от современных электролитов, быстро распадающихся под действием воздуха. Он не токсичен и не загорается. Опыты показали, что мощность батареи и другие ее характеристики сохраняются даже после поломки и восстановления.