Не секрет, что литий-ионные батареи широко используются в самых разных портативных устройствах, обладая большой емкостью, но требует несколько часов для полной зарядки.

Ранее считалось, что в долгой зарядке виновны "медленные" ионы лития. Недавно было обнаружено, что ионы лития могут перемещаться с гораздо большей скоростью, однако для этого необходимо попадание иона с поверхности в один из "туннелей" материала.

Такой материал был открыт пять лет назад, а теперь исследователям удалось изменить способ его изготовления, что позволит наладить промышленное производство.

Как ожидается, в продажу новые аккумуляторы поступят через два-три года.

Добавлено (13.03.2009, 21:22)
---------------------------------------------

Литий-ионные аккумуляторы можно обнаружить практически в каждом современном мобильном электроприборе. Однако одним из недостатков является тот факт, что они не обладают большими токами разряда и заряда. А это означает, что такие аккумуляторы заряжаются достаточно долго, а при работе не могут обеспечить большую выходную мощность. Принцип работы литий-ионных батарей основан на перераспределении ионов лития и электронов между электродами, поэтому ток напрямую зависит от их транспорта. Исследователи из MIT (США) разработали наноматериал на основе железо-литиевого фосфата LiFePO4, который обладает высокой подвижностью лития и благодаря этому обеспечивает высокие скорости разряда батарей.

LiFePO4 уже используется в качестве материала положительного электрода литий-ионных аккумуляторов. Недавно было показано, что литий может входить в кристаллическую структуру LiFePO4 лишь вдоль определенного направления, а именно, [010]. Исследователи предположили, что если обеспечить транспорт ионов лития вдоль поверхности кристалла к соответствующим граням, то это существенно увеличит скорость разряда батареи.

Ученые получили кристаллики LiFePO4 размером менее 50 нм, покрытые 5 нм слоем пирофосфатного стекла. В свою очередь, такое стекло обладает хорошей литиевой проводимостью, поэтому даже тончайший слой значительно улучшает диффузию ионов Li+ вдоль поверхности кристалла LiFePO4.

Для проверки идеи была собрана батарейка с катодом из нового материала. Для описания скорости разряда аккумулятора используется нормированный ток, указываемый в еденицах емкости C. Так при скорости nC аккумулятор разрядится за 1/n часов. На скорости 2С материал разряжается до своей теоретической емкости около 170 мАч/г, а при 50С – до 80% от этой величины. За 50 циклов заряда-разряда не произошло какого-либо заметного снижения емкости. Также возможно достижение емкости 100 мАч/г на скорости 200С и 60 мАч/г при 400С. Это почти в 100 раз выше, чем у современных литий-ионных батарей. Развиваемая мощность достигает 170 кВт/кг (при 400С).

Способность литий-ионных батарей так быстро заряжаться и разряжаться ставит их в один ряд с суперконденсаторами. Зарядка аккумулятора мобильного телефона составит всего пару секунд, а мощной батареи электромобиля – несколько минут. Конечно, пока это лишь лабораторная разработка, и неизвестно, смогут ли ученые реализовать весь потенциал нового материала на практике.