В понедельник Samsung Electronics заявила, что исследовательский отдел Samsung Advanced Institute of Technology разработал технологию выпуска улучшенных литий-ионных аккумуляторов. При сохранении ключевых характеристик современных батарей удалось ускорить и зарядку, и их ёмкость. Сообщают, что новая серия аккумуляторов достигнет той же емкости за 12 минут против часа, а ёмкость при этом возрастёт примерно на 45 %.
Разработанная компанией технология охраняется патентами в США и Южной Корее. Она основывается на применении графена. Графен, как известно, обладает электропроводностью в 140 раз выше, чем у обычных полупроводниковых материалов. Такое сравнение уместно, потому что среди перспективных вариантов — твердотельные аккумуляторы с полупроводниковыми электродами. В новой разработке Samsung оба обычных электрода — анод и никелевый катод — равномерно покрываются слоем графеновых шариков. Электролит остаётся без изменений, но графеновое покрытие позволяет увеличить токи, ёмкость и расширить эксплуатационный диапазон температур.
Графеновые шарики образуются методом химического осаждения в вакууме из газовой фазы (CVD). Это графеновые образования вокруг диоксида кремния, который служит центром для роста шаров из графена. Новое покрытие для анода обещает поднять ёмкость аккумуляторов до 716,2 мА·ч/г, а заполнение аккумуляторной ячейки графеновыми шариками позволяет на 27,6 % повысить объёмную плотность запасаемой энергии. В перспективе это позволит довести характеристики серийных аккумуляторов до 800 Вт·ч/Л. При этом после 500 циклов заряда при температуре 60 градусов по Цельсию ёмкость падает лишь до 78,6 % от первоначальной — это хороший результат (подробнее в статье на сайте Nature).
Поддержка высоких рабочих температур без ускоренной деградации и без повышения риска возгорания открывает перед новой технологией двери в аккумуляторы для электромобилей и гибридных автомобилей. Впрочем, в Samsung пока не прогнозируют сроки перевода данной технологии на коммерческие рельсы. Это одна из многих возможностей для перехода на следующий уровень качества аккумуляторов. Станет она ключевой или нет, покажет только время.
