Алексей Норкин Грандмастер

Можно ли зарядить смартфон за минуту?

Внутри любой мобильной электроники спрятана литиевая аккумуляторная батарея. Литий завоевал прочные позиции благодаря своим преимуществам. Однако нет предела совершенству. К улучшенным эксплуатационным параметрам литиевых батарей в сравнении с предшествующими технологиями хранения электроэнергии все уже привыкли, не пора ли найти замену литию, чтобы сделать батареи наших любимых смартфонов ещё лучше?

blvdone , Shutterstock.com

Учёные из Стэнфордского университета утверждают, что создали батареи, которым по плечу, по меньшей мере, все, что способны продемонстрировать литиевые аккумуляторы. На днях научный коллектив сообщил о разработке и изготовлении прототипа алюминий-ионного аккумулятора.

Главная особенность алюминиевых батарей в том, что их можно заряжать за считанные минуты. Кроме того, алюминий лучше «держит» заряд, чем литий, и безопаснее последнего.

Алюминий как материал для аккумуляторов давно привлекал исследователей ввиду относительно низкой стоимости и высокой зарядной ёмкости. Но в течение нескольких десятилетий практические попытки создать алюминиевые аккумуляторы заканчивались провалом. Никак не удавалось совместить воедино высокую ёмкость и продолжительный жизненный цикл с низкой стоимостью.

Исследователям из Стэнфорда удалось найти требуемые сочетания материалов. Технологические препятствия они преодолели благодаря графиту. Новая батарея состоит из графитового катода, алюминиевого анода и жидкого ионного электролита в гибкой полимерной упаковке.

Напряжение алюминиевой батареи около двух вольт, она выдерживает более 7500 зарядно-разрядных циклов без значительного изменения начальной ёмкости. Для сравнения, современные литий-ионные аккумуляторы рассчитаны примерно на 1000 циклов, в то время как предшествующие образцы алюминиевых батарей «умирали» уже после 100.

Ещё одно важное эксплуатационное преимущество новых батарей — их безопасность. Об опасности лития в Интернете можно найти немало информации. Батареи смартфонов склонны к взрыву и воспламенению при повреждениях, но иногда взрываются и загораются самопроизвольно без видимых причин, нанося ущерб имуществу владельцев, а порой и здоровью. По причине склонности к самопроизвольному возгоранию литиевые батареи могут не пропустить в самолёт, некоторые почтовые компании отказываются их доставлять в посылках.

Созданный учёными прототип алюминий-ионной батареи почти во всем превосходит литиевых предшественников, кроме одного параметра. Напряжение одной ячейки алюминиевого аккумулятора около 2 вольт, тогда как напряжение литиевой батарейки 3,7−4,2 вольта.

Исследователи предлагают использовать батарею из двух ячеек и конвертера, чтобы получить напряжение, к которому привыкли не только пользователи, но и производители мобильных устройств. Но такой способ означает увеличение массы и габаритов, что, скажем, несколько неудобно.

«Наша батарея выдаёт около половины напряжения типичной литиевой батареи, — пишет профессор химии Хонгжи Дай (Hongjie Dai) в пресс-релизе. — Но улучшение катодного материала может, в конечном итоге, увеличить напряжение и плотность энергии. В остальном наша батарея обладает всем, о чем только можно мечтать и чем должна обладать батарея: недорогими электродами, безопасностью, высокой скоростью зарядки, гибкостью и длительным жизненным циклом».

Статья размещена на сайте 9.04.2015

Комментарии (3):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Есть одно "но", о котором забыли упомянуть - как быстро передать батарее смартфона столько энергии?

    Если батарея имеет емкость 5000мАч (5А*ч), то чтобы зарядить ее за минуту, т.е. в 60 раз быстрее, понадобится ток в 5*60=300А. Это где-то сравнимо с током в трамвайной линии.
    Я сильно сомневаюсь что в ближайшее время появятся зарядники с такими параметрами. Поправьте если ошибся в расчетах

    • Рамбалак Рамбалак Читатель 16 апреля 2015 в 16:35 отредактирован 16 апреля 2015 в 16:35

      Дмитрий Елисеев, 300А при 3.6В. При 220В это будет 300/(220/3.6) ~ 5A Это без учёт потерь преобразования.

      • Рамбалак Рамбалак, 5A зарядка будет "тянуть" из сети, а "выдавать" на устройство 300A. Это какого же сечения должен быть провод от зарядки до смартфона? Не менее, чем для сварочного аппарата. Вот и представьте: маленький смартфон и "дырища" для зарядки.