Низкая эффективность литий-ионных аккумуляторов стала одним из главных препятствий на пути повышения дальности пробега автомобилей, появления летающих такси и увеличения автономности современной мобильной техники. Решить проблему попытались американские учёные, напечатавшие на 3D-принтере новый тип аккумулятора, ёмкость которого в 10 раз выше по сравнению с традиционными батарейками.
Технология создания цинковых аккумуляторов на основе оксида серебра не нова. Однако одной из известных проблем на пути её реализации считается нестабильность, приводящая к риску возникновения пожара и выходу батарейки из строя. Команда Калифорнийского университета в Сан-Диего использовала в качестве катода покрытие из оксида свинца, улучшающее электрохимическую стабильность и проводимость батареи.
Печать батарейки производится в стерильных условиях в вакууме, что позволяет избежать окисления материалов. В ходе длительных экспериментов была разработана формула чернил, на основе которой можно напечатать гибкий аккумулятор при помощи 3D-принтера. На полимерную плёнку с температурой 200 градусов по Цельсию наносятся несколько слоёв из цинкового анода, катода и других составляющих.
Результат — гибкий аккумулятор ёмкостью 50 миллиампер на квадратный сантиметр. Исследователи заявляют, что это в 10-20 раз выше, чем у типичной литий-ионной батарейки. При этом устройство может обеспечить в 5-10 раз больше энергии, а после 80 циклов зарядки аккумулятор не теряет своей ёмкости.
«Такого рода ёмкость никогда не была зафиксирована раньше. Наши батареи могут быть спроектированы вокруг электроники вместо того, чтобы электроника проектировалась на основе батарей, а метод производства доступен и масштабируем», — делятся итогами работы исследователи.
