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

Жесткое небо «Спектра-РГ» Жесткое небо «Спектра-РГ»

Уникальная спутниковая платформа составляет детальную карту вселенной

Популярная механика
Зачем об этом говорить Зачем об этом говорить

Истории мужчин, которые, столкнувшись с онкологией, обрели голоса

GQ
Истребитель дронов Истребитель дронов

Российская компания представила первый в мире беспилотный истребитель дронов

Популярная механика
5 ситуаций, когда кнопочный телефон практичнее смартфона 5 ситуаций, когда кнопочный телефон практичнее смартфона

Порой простой мобильный телефон гораздо лучше справится с задачей, чем смартфон

Популярная механика
Собираясь к Ганимеду Собираясь к Ганимеду

Европейское космическое агентство готовится к запуску зонда в систему Юпитера

Популярная механика
Что же будет дальше? Что же будет дальше?

Сказки заканчиваются свадьбой, в жизни же после нее начинается самое интересное

Cosmopolitan
Электрический сноуборд Электрический сноуборд

Настало время познакомиться с модным зеленым сноубордом ELIQ на электротяге

Популярная механика
Как младенцы распознают своих матерей? И распознают ли вообще? Как младенцы распознают своих матерей? И распознают ли вообще?

Могут ли младенцы узнавать своих мам?

Популярная механика
Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск

Чего же Маск хотел в сфере нейроинтерфейсов, что сделал и что сможет сделать

Популярная механика
Лунный парадокс Лунный парадокс

Должен ли спутник Земли притягиваться к Земле сильнее, чем к Солнцу?

Наука и жизнь
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Российские археологи раскопали под Калининградом средневековое прусское поселение Российские археологи раскопали под Калининградом средневековое прусское поселение

Ученые подтвердили, что местные жители контактировали с населением Древней Руси

N+1
Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

Наиболее интересные выступления из конференции CG Event

Популярная механика
Нуар, Уильям Фолкнер и Ветхий Завет: кем вдохновлялись братья Коэн? Нуар, Уильям Фолкнер и Ветхий Завет: кем вдохновлялись братья Коэн?

Арен Ванян вспомнил все обращения братьев Коэн к литературе

Esquire
Наука побеждать Наука побеждать

Краткое введение в историю и биомеханику смешанных единоборств

Популярная механика
Интернет VS врач Интернет VS врач

Ты когда-нибудь гуглила симптомы своего состояния, когда плохо себя чувствовала?

Лиза
Строители невидимых путей Строители невидимых путей

Как устроен морской порт

Популярная механика
Электросудорожная терапия оказалась эффективнее кетамина в лечении резистентной депрессии Электросудорожная терапия оказалась эффективнее кетамина в лечении резистентной депрессии

Способна ли электросудорожная терапия помочь при лечении депрессии?

N+1
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

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
Автобудущее Автобудущее

Мы находимся на пороге одних из самых быстрых перемен в работе транспорта

Популярная механика
Почему выпадают волосы и как вернуть объем прическе Почему выпадают волосы и как вернуть объем прическе

Волосы стали выпадать сильнее? Для этого наверняка есть причины

VOICE
«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
Как и зачем бренды и артисты проникли в видеоигры: репортаж Esquire из виртуальной реальности Как и зачем бренды и артисты проникли в видеоигры: репортаж Esquire из виртуальной реальности

Почему люди готовы тратить тысячи (а иногда и миллионы) на виртуальные предметы?

Esquire
Твой персональный код Твой персональный код

Какими бывают тесты ДНК

Популярная механика
Главное – говори! Главное – говори!

Чулпан Хаматова празднует 15-летие фонда «Подари жизнь»

Harper's Bazaar
Внуки лунохода Внуки лунохода

Экскурсия в инженерный центр беспилотных технологий «Яндекса»

Популярная механика
Развод им к лицу: эти звездные мужчины похорошели после расставания с женами Развод им к лицу: эти звездные мужчины похорошели после расставания с женами

Любовь окрыляет. А иногда окрыляет и расставание

Cosmopolitan
Как построить коллайдер на Луне (и зачем) Как построить коллайдер на Луне (и зачем)

Сооружение невиданных масштабов – ускоритель частиц, змеей обвивающий Луну

Популярная механика
7 обычных занятий, которые вредят мозгу 7 обычных занятий, которые вредят мозгу

Доступные способы стать глупее, которые многие из нас используют прямо сейчас

Maxim
Открыть в приложении