Современные аккумуляторные батареи имеют плохую репутацию из-за возможного возгорания, высоких производственных затрат и использовании экологически небезопасных материалов. Учёные из Университета штата Флорида (США) решили эту проблему созданием перезаряжаемой цинк-ионного аккумулятора на водной основе.
Разработанный американскими учёными прототип выдержал 900 циклов быстрой зарядки практически без потери производительности. Такие показатели делают подобный тип батарей идеальной заменой распространённым литий-ионным. Но у цинк-ионных батарей есть один существенный недостаток — образование дендритов.
Во время зарядки внутри батареи образуются крошечные игольчатые металлические структуры, похожие на микроскопические сталактиты. В конце концов, эти иголки прокалывают внутренние барьеры батареи, вызывая короткое замыкание, что приводит к выходу аккумулятора из строя. До недавнего времени эта проблема считалась непреодолимой.
Её решением стало создание самособирающейся конструкции, в которой электрод из диоксида марганца выращивается непосредственно внутри ячейки в процессе производства. Он объединен с гидрогелем на водной основе, армированным кевларовыми волокнами — тем же ударопрочным материалом, который используется в бронежилетах. Эта гибкая и прочная сеть действует как физический экран, удерживая электролит на месте и сводя к нулю шанс возникновения короткого замыкания из-за воздействия дендритов.
В будущем цинк-ионные батареи могут поступить в серийное производство, но пока до этого момента ещё очень долго. К тому же, не стоит ждать подобные аккумуляторы в смартфонах, планшетах или ноутбуках — сейчас они намного тяжелее литий-ионных. А вот для мощных систем хранения энергии, где к весу нет особых требования, цинк-ионные аккумуляторы могут стать идеальным решением.
