Литий-ионные аккумуляторы нового типа смогут накапливать больший заряд и выдерживать большее число циклов зарядки благодаря использованию нового материала, полученного из натурального шелка. Об этом заявляют исследователи Пекинского технологического института после проведения ряда экспериментов, в ходе которых обнаружилось, что созданный из фиброина шелка материал повышает количество циклов перезарядки батареи до 10 тысяч и более, а также накапливает в пять раз больше ионов лития, чем повсеместно используемая графитовая пленка, нанесенная на анод в обычных литий-ионных аккумуляторах.

В чистом виде литий в аноде использовать нельзя: при перезарядке на поверхности электрода начинает вырастать ветвистая структура, которая может легко дорасти до катода и вызвать короткое замыкание в батарее. Для предотвращения этой проблемы используется графитовая пленка, которая препятствует росту подобных металлических «ростков», но в то же время в несколько разснижает возможности анода по накоплению электрического заряда. Конструкторы и ученые различных стран бьются над этой проблемой уже несколько лет, но пока не достигли особых успехов в своих поисках.

Ученые из пекинского университета озадачились целью разработать надежный и доступный материал, который покажет более высокие возможности в накоплении заряда по сравнению с чистым графитом. В результате своих исследований они установили, что при специальной обработке натурального шелка получается материал, позволяющий создавать на аноде специальное нанопокрытие на основе графита, благодаря чему аккумулятор демонстрирует перспективные показателиэлектрической емкости и количества перезарядок.

Разработанный исследователями прототип аккумулятора нового типа обладает емкостью, равной 1865 мА-час на грамм, что более чем в 5 раз выше, чем справочная величина емкости чистого графита. При этом прототип аккумулятора с использованием материала из натурального шелка показал значение выхода по току в объеме 92% после 10 тысяч циклов заряда-разряда. В результате можно надеяться на появление в ближайшем будущем новых аккумуляторных батарей, которые заряжать нужно в несколько раз реже чем обычные, а срок их паспортной эксплуатации при этом увеличится в несколько раз.

Задействованные в исследованиях сотрудники научной группы из Пекинского технологического университета убеждены, что аккумулятор нового типа с нанопокрытием из биоматериала можно достаточно легко вывести в массовое серийное производство. По заявлениям ученых, их находку можно легко применять не только для литий-ионных батарей, но и для систем хранения водорода, натриево-ионных аккумуляторов и множества других подобных типов устройств хранения электрической энергии.