Если быстро заряжать литий-ионный аккумулятор, он стремительно теряет свою энергоемкость и выходит из строя. Но ученые из Университета Твенте (Нидерланды) нашли способ сохранять емкость батареи при быстрой зарядке.
В центре внимания исследователей оказался недавно открытый анодный материал — ниобий вольфрама (NbWO). Два года назад в Кембридже создали экспериментальный аккумулятор, в котором соединения NbWO присутствовали в виде крупных частиц, они давали простор для свободного перемещения большого количества ионов. Нидерландские ученые, напротив, уменьшили эти частицы до наноразмеров, для этого оказалось достаточно прокалить NbWO.
Оказалось, что такие частицы, не превышающие в диаметре 100 нм, существенно увеличивают динамику вещества и способны проводить ионы лития даже на границах, а это значительно ускоряет процесс зарядки.
Кроме того, в структуру анода включаются специальные «каналы», по которым без помех мчится поток ионов.
Кстати, американская компания Enevate еще с 2014г. разрабатывает аккумулятор, способный за пять минуть набрать заряд на 400 км пробега. Секрет фирмы — в кремнии. В состав анода входит слой пористого кремния, «начиненный» медной фольгой и защищенный с обеих сторон графитом. Такое строение увеличивает мобильность ионов и плотность накапливаемой энергии, а также защищает анод от преждевременного разрушения. К сожалению, процесс создания уникальной батареи идет слишком медленно. Чтобы начать ее массовое производство, потребуется еще не менее пяти лет.