Ученые разработали батарею на основе цинка и воды с 900 циклами быстрой перезарядки

Ученые из Университета штата Флорида разработали цинк-ионную батарею с водным электролитом, которая выдерживает 900 циклов быстрой зарядки практически без потери производительности.

Современные аккумуляторы часто критикуют за склонность к возгораниям, высокую стоимость производства и использование вредных для окружающей среды материалов, тогда как новая разработка использует недорогие компоненты и упрощенную сборку в водной среде. При этом батареи на основе цинка и воды (Aqueous Zinc-Ion Battery, AZIB) были разработаны далеко не вчера, но страдали от образования дендритов — игольчатых металлических наростов, которые пробивали внутренние барьеры и вызывали короткое замыкание.

Исследователи решили эту проблему с помощью конструкции, в которой электрод из диоксида марганца выращивается непосредственно внутри корпуса батареи во время производства, а не изготавливается отдельно. Затем этот электрод интегрируется с водным гидрогелевым электролитом, армированным волокнами кевлара — материалом для производства бронежилетов. Получившаяся гибкая «пуленепробиваемая» сеть выполняет сразу несколько функций: удерживает электролит на месте, обеспечивает механическую прочность и выступает физическим барьером для роста дендритов. В ходе испытаний эта новая батарея выдержала 900 быстрых циклов заряда-разряда с почти полным сохранением емкости и стабильной работой даже в жестких условиях.

Авторы исследования считают, что такая технология особенно перспективна для стационарных систем хранения энергии, а вот для смартфонов и электромобилей цинковые батареи пока тяжеловаты.

Источник: Interesting Engineering