Kuomet eina kalba apie ličio-jonų technologinio pagrindo akumuliatorius, galima rinktis arba greitą įkrovimą, arba didelę talpą – abiejų šių savybių viename akumuliatoriuje suderinti nebuvo įmanoma. Bet „Samsung“ mokslininkai, bendradarbiaudami su Seulo nacionaliniu universitetu, sugalvojo, kaip pasiūlyti abi savybes iškart – čia jiems padėjo daug kam girdėtas grafenas, rašo engadget.com.
Elektrodus padengdami plonučiu, kukurūzų spragėsius iš vaizdo primenančiu sluoksniu, vadinamu „grafeno kamuoliuku“, mokslininkai sugebėjo pagaminti akumuliatorių, kuris vos per 12 min. sugeba pasiekti iki 45 proc. įkrovimo lygį. O jeigu šio tyrimo rezultatus pavyks realizuoti ir gamyboje, galima tikėtis, kad talpesni bei greičiau įkraunami bus ne tik išmaniųjų įrenginių, bet ir elektromobilių akumuliatoriai.
Dabartinės ličio-jonų technologijos didžiausias trūkumas yra „šalutinės reakcijos“, dėl kurių elektrodai susidėvi, koroduoja, jeigu įkrovimas vykdomas pernelyg greitai. Mokslininkai nustatė, kad tokios medžiagos, kaip grafenas, gali sumažinti elektrodų dėvėjimąsi ir tuo pačiu padidina elektrinį laidumą. Bėda ta, kad vienodai padengti elektrodus tokiomis medžiagomis nėra paprasta – daugelio tyrimų galutinis rezultatas buvo padidėjęs akumuliatoriaus įkrovimo greitis, tačiau sumažėjusi talpa.
Tuo tarpu „Samsung“ gamybos procese katodus su didele nukelio koncentracija ir ličio pagrindo anodus dengia medžiaga, vadinama grafeno kamuoliukais. Mikroskopiniame lygmenyje ši medžiaga primena kukurūzų spragėsius, tačiau mokslininkams pavyko šiais spragėsiais elektrodus padengti labai tolygiais sluoksniais, tokiu būdu padidinant ir akumuliatorių efektyvumą, ir jų talpą.
„Šis metodas padidino ir akumuliatoriaus stabilumą, ir jo laidumą, taip smarkiai pagerindamas katodo įkrovimo galimybes ir cikliškumo savybes“, – pažymėjo mokslininkai. Be to, jie sugebėjo pasiekti beveik 800 Wh/L energijos tankį, beveik prilygstantį „Tesla“ ličio-jonų akumuliatorių savybėms. Svarbu pažymėti, kad „Samsung“ yra orientuoti ne į fundamentaliuosius tyrimus, o į gamybą. Tad jau dabar yra žinoma, kad gaminant akumuliatorius naujuoju būdu dabartinių ličio jonų akumuliatorių gamybos procesų nereikėtų keisti labai radikaliai.
Jeigu akumuliatoriai pusinį įkrovimą sugebėtų pasiekti vos per 12 minučių be žalos jų talpai, galima tikėtis, kad kur kas praktiškesniais taptų ir naujais akumuliatoriais aprūpinti elektromobiliai.
