Японська компанія Koike спільно з державною лабораторією розробила новий матеріал, який, за її словами, значно подовжить термін служби твердотільних акумуляторів — нової технології наступного покоління
Вчені знайшли спосіб збільшити термін служби акумуляторів у 10 разів Фото: freepik.com
Koike, дочірня компанія Orix, працювала з Національним інститутом передових промислових наук і технологій (AIST) над створенням монокристалічного матеріалу, який можна використовувати як електроліт у твердотільних батареях.
Нагадаємо, що електроліти — це середовище, в якому іони акумулятора транспортуються між електродами, дозволяючи акумулятору заряджатися і розряджатися. Порівняно з полікристалічними матеріалами, що використовуються у звичайних твердотільних батареях, новий матеріал зменшує електричний опір на дев’ять десятих, полегшуючи проходження електрики через батарею і тим самим подовжуючи термін її служби.
Твердотільні батареї призначені, зокрема, для використання в медичних пристроях, таких як кардіостимулятори, а також у смарт-годинниках та інших пристроях, що носяться з собою. Термін служби батареї в кардіостимуляторах становить від п’яти до 10 років, але нова технологія може продовжити його до 50 років.
Варто зазначити, що великі монокристали складно виробляти. Застосовуючи технологію масового виробництва, відпрацьовану у своєму основному бізнесі з виробництва пластин, Koike вдалося розробити високоякісні монокристали діаметром 25 міліметрів для акумуляторів.
Незабаром компанія почне розповсюджувати зразки серед виробників акумуляторів, маючи на меті масове виробництво в період між 2027 і 2028 роками, оскільки вона формує альянси з виробниками та створює спільні підприємства.
Цікаве по темі: Гонконг використовуватиме ШІ проти супербактерій
Співпрацюючи з AIST Solutions, дочірньою компанією AIST, Koike прагне вивчити способи збільшення ємності батарей за допомогою таких методів, як поліпшення матеріалів, що використовуються для катодів, і збільшення розмірів. Зі збільшенням ємності застосування може розширитися до автомобілів.
У звичайних літій-іонних батареях використовується рідкий електроліт. У разі його пошкодження існує ризик короткого замикання, що може призвести до перегріву і загоряння. Твердотільні батареї мають високу стійкість до ударів і не займаються навіть при високих температурах, що робить їх надзвичайно безпечними.
Щоб запобігти деградації нового матеріалу, на електроди наносять рідину, що робить батарею типом «напівтвердотільних» батарей, в яких використовуються як тверді речовини, так і рідини.
Повністю твердотільні батареї розробляються Toyota Motor і японською енергетичною групою Idemitsu Kosan, які використовують сульфіди в якості електролітів, але новий монокристалічний матеріал вважається безпечнішим.
За оцінками канадської компанії Emergen Research, світовий ринок твердотільних акумуляторів у 2021 році становив $600 млн, а до 2030 року очікується його зростання до $10,1 млрд. Ця технологія використовується в електромобілях та в електронних пристроях, які потребують термостійкості.
Раніше ми писали про три технології, що змінять світ. Детальніше читайте тут.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Створено комп’ютерну мишку з ChatGPT: що вона може
Створено компʼютер розміром з горошину: що він вміє
Провайдери впровадили нову технологію, за якої Інтернет працюватиме 3 дні без електрики
За матеріалами asia.nikkei.com.
