Учёные из Стэнфордского университета утверждают, что создали батареи, которым по плечу, по меньшей мере, все, что способны продемонстрировать литиевые аккумуляторы. На днях научный коллектив сообщил о разработке и изготовлении прототипа алюминий-ионного аккумулятора.

Главная особенность алюминиевых батарей в том, что их можно заряжать за считанные минуты. Кроме того, алюминий лучше «держит» заряд, чем литий, и безопаснее последнего. Алюминий как материал для аккумуляторов давно привлекал исследователей ввиду относительно низкой стоимости и высокой зарядной ёмкости. Но в течение нескольких десятилетий практические попытки создать алюминиевые аккумуляторы заканчивались провалом. Никак не удавалось совместить воедино высокую ёмкость и продолжительный жизненный цикл с низкой стоимостью.

Исследователям из Стэнфорда удалось найти требуемые сочетания материалов. Технологические препятствия они преодолели благодаря графиту.

Новая батарея состоит из графитового катода, алюминиевого анода и жидкого ионного электролита в гибкой полимерной упаковке. Напряжение алюминиевой батареи около двух вольт, она выдерживает более 7500 зарядно-разрядных циклов без значительного изменения начальной ёмкости. Для сравнения, современные литий-ионные аккумуляторы рассчитаны примерно на 1000 циклов, в то время как предшествующие образцы алюминиевых батарей «умирали» уже после 100.

Ещё одно важное эксплуатационное преимущество новых батарей – их безопасность. Об опасности лития в Интернете можно найти немало информации. Батареи смартфонов склонны к взрыву и воспламенению при повреждениях, но иногда взрываются и загораются самопроизвольно без видимых причин, нанося ущерб имуществу владельцев, а порой и здоровью.

По причине склонности к самопроизвольному возгоранию литиевые батареи могут не пропустить в самолёт, некоторые почтовые компании отказываются их доставлять в посылках. Созданный учёными прототип алюминий-ионной батареи почти во всем превосходит литиевых предшественников, кроме одного параметра. Напряжение одной  ячейки алюминиевого аккумулятора около 2 вольт, тогда как напряжение литиевой батарейки 3,7-4,2 вольта.

Исследователи предлагают использовать батарею из двух ячеек и конвертера, чтобы получить напряжение, к которому привыкли не только пользователи, но и производители мобильных устройств. Но такой способ означает увеличение массы и габаритов, что, скажем, несколько неудобно.