Исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж (национальной лаборатории Министерства энергетики США) разработали новый, нетрадиционный химический метод, позволяющий начать производство батарей, которые могут работать дольше, чем ранее считалось возможным.
В исследовании, опубликованном в журнале Американского химического общества, исследователи бросили вызов давнему предположению, что три основных компонента батареи — катод, анод и электролит — могут играть только одну роль в устройстве. Электролит в новой батарее имеет двойную функцию: он служит не только в качестве ионного проводника, но и в качестве катода. Результатом стал разработанный в лаборатории Оук-Ридж твердый электролит, использование которого дает батарее дополнительную емкость и продлевает срок службы устройства.
Команда продемонстрировала новую концепцию в батарее на основе лития и фторида углерода, которая считается одной из лучших одноразовых батарей, из-за высокой плотности энергии, стабильности работы и длительного срока хранения. Когда исследователи использовали твердый электролит — тиофосфат лития — батарея показала емкость, на 26 процентов большую, чем было бы теоретическим максимумом в условиях, где каждый компонент действует самостоятельно. Это увеличение вызвано сложением действия электролита и катода.
Батареи, созданные на основе технологии активного твердого электролита, могут работать значительно дольше, чем существующие модели. Срок службы может измеряться годами и даже десятилетиями. Долгоживущих одноразовые батареи необходимы в таких устройствах, как кардиостимуляторы, системы дистанционного управления, датчики, где замена или подзарядка аккумулятора невозможна или нежелательна.