Команда ученых из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC в лаборатории профессора Чжэнань Бао (Zhenan Bao) создала полимерное покрытие, «лечащее» трещины литиевых батарей.

Как известно, при зарядке-разрядке батареи, а именно при постоянном увеличении и уменьшении ее объема, в ней образуются так называемые трещины, которые со временем приводят к заметному снижению емкости и постепенному разрушению. Чженань Бао и ее коллегам удалось найти способ, как продлить жизнь батареям. Созданное ими самовосстанавливающееся покрытие включает в себя эластичный материал, который они разработали для оболочки роботов и протезов. Углеродные наночастицы были добавлены, чтобы сделать полимер электропроводящим.

Когда кремниевые электроды были покрыты этим материалом, он удерживал их вместе на протяжении всех циклов набухания и усадки, тем самым увеличив прочность в 10 раз. Мелкие трещины появились в полимере, но они закрылись в течение нескольких часов после формирования.

Самовосстанавливающее качество материала стало возможным благодаря намеренному ослаблению некоторых существующих химических связей полимера. Это фактически позволяет его легче сломать, но и заставляет края обрывов стягиваться вместе в прежнее положение. Биологические молекулы, такие как ДНК, используют аналогичный процесс.

Во время лабораторных тестов проверка покрытия проверялась на протяжении около 100 циклов.

«Это все еще далеко от цели: около 500 циклов для сотовых телефонов и 3000 циклов для электрических транспортных средств, но обещание дано и, судя по нашим данным, не зря», сказал Йи Кюи, возглавляющий проект вместе с Бао. Более того, ученый верит, что полимер также может быть использован для других электродов, не только кремниевых.