Самое обидное во владении электромобилем — ждать, пока он зарядится. К примеру, «Тесле» нужно 40 минут, чтобы пополнить аккумулятор до 80%, причем на самой мощной станции зарядки. Считалось, что скорость безопасной зарядки ограничивают законы физики и предел в отношении литиевых батарей уже достигнут, но, как показали исследователи из США, есть способ сделать это намного быстрее.

Они утверждают, что электромобиль можно будет зарядить за 10 минут, а смартфон — за секунды. Технология будет готова и дойдет до рынка не сразу — на это уйдет от 3 до 10 лет.

Литий-ионные батареи стали незаменимы для портативной электроники, хранения чистой энергии и электромобилей благодаря высокой плотности энергии, небольшому весу и долгому сроку службы. Однако скорость пополнения запаса аккумулятора ограничивает феномен плакирования, побочная реакция, которая происходит, когда ионы лития лишком быстро проникают в частицы графита.

Исследователи сравнили зарядку литий-ионной батареи с настольным теннисом. Ион лития носится от анода к катоду, как шарик для пинг-понга. Если ионы лития слишком ускоряются, частицы графита не успевают их отбить. От этого снижается срок службы батареи, кроме того, она может загореться или взорваться, пишет EurekAlert.

Гао Тао и его коллеги из Университета Юты открыли важный физический механизм, управляющий феноменом плакирования в частицах графита, который позволяет предсказать поведение ионов лития при зарядке батареи. Они разработали эксперимент, который визуализирует то, что происходит с отрицательным электродом в этот момент.

Ученые полагают, что новые знания позволят создать технологии, которые ускорят зарядку ионных аккумуляторов для автомобилей в пять раз или всего за 10 с лишним минут, без риска воспламенения или вреда для батареи. Еще быстрее можно будет заряжать смартфоны. По их мнению, ожидать такого прогресса в зарядке бытовой электроники имеет смысл через три-пять лет, а в зарядке электромобилей — через 5–10 лет.