Китайські дослідники представили нову натрій-металеву батарею (SMB), яка поєднує дві характеристики, що рідко зустрічаються разом: надшвидке заряджання та тривале збереження ємності. За результатами лабораторних випробувань, така батарея потенційно здатна зарядити електромобіль лише за чотири хвилини.
Сьогодні більшість смартфонів, ноутбуків, електромобілів і систем резервного живлення працюють на літій-іонних акумуляторах. Однак їхнє виробництво залежить від літію, який є дорогим ресурсом і видобувається лише в обмеженій кількості регіонів світу, зокрема в Аргентині, Болівії, Чилі та Китаї.
Натрій, навпаки, є значно доступнішим і дешевшим. Саме тому його давно розглядають як перспективну альтернативу літію. Водночас звичайні натрій-іонні батареї поступаються сучасним аналогам, адже вони більші та важчі.
Натрій-металеві батареї мають усунути цей недолік. Вони легші, стабільніші та дешевші у виробництві, ніж як літій-іонні, так і традиційні натрій-іонні акумулятори. Крім того, саме ця технологія відкриває можливість заряджати електромобілі приблизно за чотири хвилини.
Втім, у таких батарей довгий час залишалася серйозна проблема. Під час багаторазового заряджання всередині можуть утворюватися дендрити – крихітні голкоподібні структури, які погіршують роботу акумулятора та можуть призводити до короткого замикання.
Дослідники заявляють, що їм вдалося знайти рішення. Для цього вони використали міцний квазітвердий гелевий електроліт Sn-FB QSE, який зміцнює конструкцію акумулятора, робить її стійкішою до пошкоджень і водночас запобігає утворенню дендритів.
Під час лабораторних випробувань нові батареї демонстрували надшвидке заряджання та зберігали свою ємність навіть після понад 6000 годин роботи без появи дендритів.
Попри багатообіцяючі результати, технологія поки що залишається на стадії досліджень. Перед початком серійного виробництва вченим ще потрібно остаточно вирішити питання утворення дендритів і забезпечити стабільну роботу акумуляторів за низьких температур.
Якщо ці проблеми вдасться подолати, натрій-металеві батареї можуть стати повноцінною альтернативою літій-іонним акумуляторам, особливо в пристроях і транспорті, де критично важливі швидке заряджання та тривалий термін служби.