Ученые повернули вспять деградацию батареи от быстрой зарядки

Считается, что быстрая зарядка хоть и очень удобна для пользователей зачастую является причиной деградации традиционных литий-ионных батарей. Тем интереснее выглядит находка команды ученых из Технологического института Джорджии, которая обнаружила неожиданное свойство цинк-ионных аккумуляторов: увеличение скорости зарядки увеличивает их производительность.

Цинк-ионные аккумуляторы уже давно находятся в поле внимания ученых. С одной стороны, цинк дешевле, безопаснее и доступнее лития. С другой стороны, у них есть существенный недостаток: во время зарядки в них образуются дендриты, игольчатые металлические штыри, которые могут привести к короткому замыканию аккумулятора.

Главное открытие ученых заключается в том, что быстрая зарядка на самом деле подавляет образование этих дендритов. Вместо острых наростов образуются гладкие, плотные слои, что не только предотвращает короткое замыкание, но и продлевает срок службы аккумулятора. Это лишь начало пути: решена проблема с цинковым анодом, но проблема катода остается, и ее надо решить, чтобы катод соответствовал аноду по производительности и долговечности.

В процессе исследования был создан специальный инструмент, который позволил ученым наблюдать за поведением цинка в режиме реального времени при различной скорости зарядки на большом количестве образцов одновременно. Такой подход учеными используется редко, обычно тестирование производится последовательно, образец за образцом, что сильно замедляет процесс.

Цинк-ионные аккумуляторы не панацея, их можно использовать в системах для хранения электроэнергии (например, в домах с солнечными батареями), но в миниатюрных устройствах они вряд ли будут использоваться. По оценкам самих ученых, к коммерческому использованию цинк-ионные аккумуляторы будут готовы через пять лет.

Быстрая зарядка — это технология, при которой зарядка устройства происходит за значительно меньшее время по сравнению со стандартным способом. Это достигается за счёт увеличения силы тока и/или напряжения, подаваемых с зарядного устройства в аккумулятор устройства.