Всем у кого есть мобильный телефон, интернет планшет или другой гаджет работающий от аккумулятора, хорошо известна одна не приятная сторона таких устройств - ежедневная зарядка аккумулятора. Однако ученые обещают избавить нас от этого благодаря разработанной новой технологии производства литий-ионных аккумуляторных батарей. По нению ученых-физиков из Северо-Западного университета в США и Аргоннской национальной лаборатории США основной причиной столь быстрой разрядки стали - электроды, удерживающие электрический заряд.
В ходе проведения исследований, были выявлены возможные способы улучшения анодов и катодов, используемых в современных аккумуляторах. Предлагаемая улучшенная конструкция, предполагает анод, позволяющий полностью зарядить аккумулятор примерно за 15 минут, и при этом увеличить емкость в 10 раз по сравнению с современными аккумуляторными батареями. Кроме того, предполагается отказаться от графитовых анодов используемых сегодня, и заменить их анодами из оксида титана, что позволит заряжать мобильные телефоны за считанные минуты.
В современных устройствах используются преимущественно литий-ионные аккумуляторы, в которых ионы перемещаются между анодом и катодом расположенных на разных частях батареи. Во время процесса заряда аккумулятора ионы движутся в одном направлении, а во время пользования устройством, когда происходит разрядка - ионы перемещаются в противоположном, зарядке, направлении по гелеобразному электролиту.
В улучшенной конструкции батарей предполагается заменить используемые тончайшие листы углеродного графита на кремниевые листы низкой плотности. Авторы этой идеи полагают, что таким образом удастся получить значительное повышение энергетической плотности и снижение потери материла.
На сегодняшний день создан прототип нового аккумулятора, сохранивший свои показатели даже после 150 циклов зарядки/разрядки.
В Аргоннской лаборатории так же рассматривают различные материалы, в том числе упоминавшийся прежде оксид титана, для замещения графита. Ранее полагали, что оксид титана не найдет применения в электротехнике, за неимением кристаллической структуры молекул. Тем не менее, опытным путём было доказано, что все же есть способ выстроить его молекулы в ряды - воздействием электрического тока. Этот способ позволил сделать оксид титана отличным кандидатом для применения в качестве анода.