Рубрики Группoй прoдвинутыx элeктрoxимичeскиx мaтeриaлoв Исслeдoвaтeльскoй лaбoрaтoрии ВМС СШA (NRL) рaзрaбoтaнa бeзoпaснaя и нeдoрoгaя aльтeрнaтивa литий-ионным батареям. Из-за частых возгораний последние были недавно запрещены к использованию на некоторых кораблях ВМС и других военных платформах.
В созданном в NRL семействе никель-цинковых батарей вместо традиционного анода, получаемого из порошкообразного цинка, применён материал с пористой 3D-структурой (3-D Zn).
Электрические токи в такой «губке» распределяются более равномерно, что препятствует формированию дендритов. Именно из-за дендритов батареи на цинковой основе до сих пор применялись только в качестве однократных (не перезаряжаемых) источников питания.
Модифицированный анод впервые позволяет пожаробезопасным цинковым батареям на равных конкурировать с литиевыми по циклической стабильности.
Статья, посвящённая этой работе, вышла в сегодняшнем номере журнала Science. В ней команда NRL показала, что при сопоставимой с литиевыми батареями энергоёмкости элементы Ni-3-D Zn выдерживают более 100 циклов эксплуатации. В сценариях с нерегулярной и частичной зарядкой, характерных для гибридных автомобилей, новые батареи сохраняют работоспособность на протяжении свыше 50 тыс. циклов.
По информации авторов, их технология уже готова ко внедрению во все семейства цинковых щелочных батарей для гражданского и военного секторов. Она подходит также в качестве прямой замены существующим литий-ионным элементам, и может применяться в инновационных портативных и носимых устройствах.