Батареи используются практически повсеместно. Без них невозможно представить современный ноутбук или смартфон. Но их сложно отнести к недорогим или высокопроизводительным источникам энергии. Ситуация может измениться с запуском новых заводов в Европе и других частях планеты, которые будут производить инновационные решения для хранения энергии нового поколения.
Самовосстанавливающиеся аккумуляторы
Быстрый выход литий-ионных аккумуляторов из строя – одна из основных проблем этих решений для хранения энергии. Процесс связан с ростом литиевых «дендритов» — ветвистых структур, с игольчатыми выступами. Они повреждают устройство и приводят к ее поломке.
Решить эту проблему планируется в течение ближайшего десятилетия путем разработки технологии самовосстанавливающихся аккумуляторов. В них планируется использовать специальные термопары, а также ряд других пока несуществующих технологий:
- Пьезоэлектрические сепараторы.
- Жидкокристаллические ионные электролиты.
- Специальные добавки к электролиту.
Эти и другие решения позволят значительно повысить срок службы батарей, что положительно скажется и на их стоимости. Первые экспериментальные образцы, построенные по этой технологии планируются к созданию в 2023 году. В данный момент все технологии проходят испытания на специальных станциях — https://ilpa-tech.ru/produktsiya/testirovanie-batarej-stantsii-testirovaniya
Уменьшение зависимости от редких металлов
В современных литиевых аккумуляторах присутствует достаточно много редких металлов, таких как кобальт и никель. Уменьшение их удельного количества позволит снизить стоимость производства новых батарей и повысить их экологичность.
Особенно перспективные разработки связаны с заменой кобальта, лучшая его альтернатива – никель. Его применение позволяет поднять энергоемкость, но увеличивает износ. Возможно решить эту проблему удастся за счет добавления в состав графитового анода небольшого количества кремния. В перспективе эта технология даст возможность увеличить энергоемкость в 5-10 раз и значительно нарастить общий срок службы.
Твердотельные аккумуляторы
Такие решения отличаются гораздо большей надежностью и безопасностью в сравнении с изделиями на основе жидких электролитов. Твердый электролит практически не подвержен возгораниям, аккумуляторы на его основе проще в производстве и требуют меньше сырья для производства.
Но эта технология находится на ранних этапах разработки. Экспериментальные образцы сравнимые с современными по емкости отличаются малым сроком службы (до 20 циклов зарядки). Поэтому пока эта перспективная технология работает только в исследовательских центрах. Ученые прогнозируют, что в течение ближайшего десятилетия твердотельные батареи станут одним из основных направлений развития устройств для хранения энергии.
Обязательный атрибут лаборатории по тестированию батарей — потенциостат. Официальным поставщиком потенциостатов и гальваностатов в Санкт-Петербурге является компания ИлпаТех.
