Литий-ионные батареи вполне заслужили почетную пенсию

Популярная механикаHi-Tech

Будущее батарей близко

Твердотельные аккумуляторы работают до 25 лет и позволяют зарядить электромобиль за минуты.

Текст: Кэролайн Делберт

В помещениях «сухих комнат» на заводе Solid Power в штате Колорадо яркий свет и слабый шум от непрерывно работающих кондиционеров. Здесь в очищенном от влаги и загрязнений воздухе компания производит свои первые твердотельные литий-металлические электрохимические ячейки. Под слепящими лампами они переливаются серебром.

В теории технология выглядит слишком хорошей, чтобы быть правдой: она обещает десятикратный рост мощности (или же десятикратное уменьшение размеров) по сравнению с обычными литий-ионными батареями. Первые прототипы Solid Power ориентируются на более умеренные показатели и тем не менее должны оказаться в разы лучше существующих аналогов.

7 августа 2021 года трое инженеров, одетых в защитные костюмы, вошли в «сухие комнаты» и включили самый большой из изготовленных на Solid Power прототипов. Технический директор компании Джош Бюттнер-Гарретт с волнением следил за происходящим из своего кабинета: «Я понимал, что мы могли получить нерабочий мертвый "камень", лишь внешне похожий на аккумуляторную ячейку».

Литий-ионные батареи, которые в Solid Power надеются вывести из употребления, вполне заслужили почетную пенсию: именно они стали одной из ключевых технологий современности и принесли своим разработчикам Нобелевские премии. Литий-йодные аккумуляторы 1970-х годов – их предшественники – работали на порядок лучше щелочных, обеспечивая большую плотность накопления энергии. В числе прочего эти батареи сделали возможным использование искусственных водителей ритма сердца, продлив срок их службы до 10 лет. Но настоящую популярность литий получил после появления в 1990-х перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов, открывших дорогу гаджетам, портативным компьютерам и электромобилям.

Литий остается в центре внимания электрохимиков уже не одно десятилетие. Он отличный проводник и, как все щелочные металлы, несет на своей внешней оболочке лишь один неспаренный электрон, который легко отпускает в свободное путешествие. «Это позволяет создать высокое напряжение», – поясняет профессор инженерии Мичиганского университета Джефф Сакамото, специализирующийся на разработке твердотельных батарей. Литий располагается в самом начале Периодической таблицы, занимая третью позицию после водорода и гелия. Его ионы заметно мельче и легче, чем у аналогов – натрия и калия. Это позволяет «упаковать» в тот же объем больше электронов и накапливать больше заряда в батарее. Плотность энергии у литий-ионных ячеек вчетверо выше, чем у никель-кадмиевых, которые они быстро вытеснили.

Инженеры Solid Power следят за производством опытных образцов аккумуляторов.

Сегодняшние литий-ионные батареи используют жидкий электролит, через который ионы движутся, перемещаясь между анодом и катодом в циклах зарядки и разрядки. Положительно заряженный катод изготавливают из лития, а отрицательный анод – из графита, от которого фактически зависит производительность всей системы. Графит дешев, доступен, отлично проводит ток и удобен в обработке, однако емкость его на порядок меньше, чем у лития.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сила света Сила света

Как устроена индустрия световых шоу и инсталляций

Популярная механика
Гаспар Ульель. Жизнь по своим правилам Гаспар Ульель. Жизнь по своим правилам

Гаспар Ульель был легендой своего поколения

СНОБ
Кодекс поведения робота Кодекс поведения робота

В чем заключаются ключевые проблемы взаимодействия человека и ИИ

Популярная механика
О чем не стоит забывать? О чем не стоит забывать?

Одна маска хорошо, а две — теплее

GQ
Строители невидимых путей Строители невидимых путей

Как устроен морской порт

Популярная механика
«Лакричная пицца»: солнечная комедия Пола Томаса Андерсона о взрослении «Лакричная пицца»: солнечная комедия Пола Томаса Андерсона о взрослении

«Лакричная пицца» — теплый, смешной и доступный фильм

РБК
Поля морей Поля морей

Новые технологии сельского хозяйства: фермы в океане

Популярная механика
«У метавселенной должны быть свои кирпичики» «У метавселенной должны быть свои кирпичики»

Зачем городу нужен цифровой слой и как перенести Петербург в метавселенную

Собака.ru
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Химеры профессора Демихова: история самого странного ученого СССР Химеры профессора Демихова: история самого странного ученого СССР

Зарубежные хирурги называли его гением, советские коллеги — шарлатаном

Cosmopolitan
Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

Наиболее интересные выступления из конференции CG Event

Популярная механика
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Поле чудес Поле чудес

Что происходит на территории закрытого гольф-клуба в Сколково?

AD
Твой персональный код Твой персональный код

Какими бывают тесты ДНК

Популярная механика
Кодекс долголетия: что заставляет нас стареть и как это остановить Кодекс долголетия: что заставляет нас стареть и как это остановить

Почему мы стареем и как можем замедлить этот процесс и даже обратить его вспять

Forbes
Невымирающий вид Невымирающий вид

Lada Niva Travel – уже не пирожок, но все еще Niva

Популярная механика
«Эй, продюсер!» — как в России зарабатывают новоформатные лейблы независимых артистов «Эй, продюсер!» — как в России зарабатывают новоформатные лейблы независимых артистов

Как устроены новые музыкальные лейблы и на чем они зарабатывают

Inc.
Немирное «земледелие» Немирное «земледелие»

Как работает система залпового минирования

Популярная механика
Было у отца пятеро сыновей... Было у отца пятеро сыновей...

Как сложилась судьба сыновей имама Шамиля?

Дилетант
Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Кризис приватности: за нами следят? Кризис приватности: за нами следят?

В жизни становится все меньше приватного и все больше публичного

Psychologies
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
Главное – говори! Главное – говори!

Чулпан Хаматова празднует 15-летие фонда «Подари жизнь»

Harper's Bazaar
Электрический сноуборд Электрический сноуборд

Настало время познакомиться с модным зеленым сноубордом ELIQ на электротяге

Популярная механика
Немарковский теплообмен с резервуаром объяснил эффект Мпембы Немарковский теплообмен с резервуаром объяснил эффект Мпембы

Эффект Мпембы возникает из-за немарковского взаимодействия системы с резервуаром

N+1
Полетели Полетели

Инновационный центр «Бирюч» представил новый проект беспилотного аэротакси

Популярная механика
«Лучше два дня вдумчивой работы, чем пять дней в забытьи»: опыт финтеха Bolt, который перешёл на четырёхдневный график «Лучше два дня вдумчивой работы, чем пять дней в забытьи»: опыт финтеха Bolt, который перешёл на четырёхдневный график

Финтеха Bolt — чем хорош четырехдневный график работы

VC.RU
«Адская молотилка». Десять выстрелов в минуту в одну точку «Адская молотилка». Десять выстрелов в минуту в одну точку

Российская армия приняла на вооружение артиллерийского монстра

Популярная механика
Откуда взялся «налог на вклады больше миллиона» и кому придется его платить Откуда взялся «налог на вклады больше миллиона» и кому придется его платить

Объясняем на пальцах, сколько денег и за что отдадут рачительные вкладчики

Maxim
Открыть в приложении