В Южной Корее создали гибкий аккумулятор на 45 тыс. циклов
Южнокорейские исследователи из Университета Сонгюнгван сообщили о разработке гидрогелевого электролита для гибких аккумуляторов, который выдерживает сильное растяжение и сохраняет работоспособность на морозе. В лабораторных тестах такие накопители сохранили 98% исходной емкости после 45 тыс. циклов заряда и разряда. Для носимой электроники это показатель заметно выше, чем у обычных литийионных ячеек, которые часто деградируют до 80% емкости через несколько сотен или тысяч циклов.
Проблема гибких батарей давно упирается в электролит. Обычные гидрогелевые составы хорошо проводят ионы и легко деформируются, но теряют свойства при отрицательной температуре и рвутся под высокой нагрузкой. Команда SKKU попыталась закрыть обе слабые точки одним материалом.
Для синтеза ученые использовали частицы жидкого металла, полученные ультразвуковым дроблением. Эти частицы запускали полимеризацию без нагрева и ультрафиолета, что упрощает производство. Прочность материалу добавил стеарилметакрилат: он формирует сеть обратимых связей, которые размыкаются при растяжении и затем восстанавливаются. За счет этого электролит выдерживает удлинение до 900% относительно исходной длины.
Чтобы гидрогель не терял гибкость на холоде, исследователи обработали его раствором хлорида лития. Это снизило температуру замерзания воды внутри материала и позволило сохранить ионную проводимость при -20 °C. Для устройств, которые носят на теле или вшивают в одежду, такая характеристика важна не меньше ресурса: носимая электроника работает не только в офисе, и физика об этом обычно быстро напоминает.
Разработка вписывается в более широкий тренд на растяжимую электронику. Аналитики Fortune Business Insights оценивали мировой рынок wearable-устройств более чем в $80 млрд в середине десятилетия, и ограничением для сегмента остаются именно питание и ресурс. Если корейской команде удастся масштабировать технологию и подтвердить результаты вне лаборатории, материал может пригодиться для часов, медицинских датчиков, электронного текстиля и мягкой робототехники. Следующий практический вопрос здесь не в емкости, а в цене и совместимости с серийным производством, и ответ на него обычно появляется уже на этапе пилотных линий.
