Китайские ученые сделали значительный прорыв в разработке твердотельных аккумуляторов, открыв новые возможности для энергетических технологий. Исследователи из Китайской академии наук создали инновационную твердотельную литий-металлическую батарею, которая сочетает в себе высокую энергетическую плотность, сверхбыструю зарядку и долговечность, что существенно превышает современные аналоги для электромобилей.
Об этом сообщает ProIT
Впечатляющие характеристики нового аккумулятора
В отличие от традиционных батарей, в которых электролиты имеют жидкую или гелеобразную структуру, новая твердотельная батарея использует твердые электролиты. Это повышает безопасность и улучшает эксплуатационные характеристики. По результатам исследования, созданный аккумулятор имеет энергетическую плотность 451,5 Вт·ч/кг — это более чем вдвое превышает показатели литий-железо-фосфатных аккумуляторов, которые широко применяются в современных электромобилях. В то же время, батарея способна заряжаться всего за три минуты и сохраняет свою емкость даже после 700 циклов зарядки/разрядки, оставаясь на уровне более 80% первоначальной емкости.
“Команда сообщает о твердотельной литий-металлической батарее с плотностью 451,5 Вт·ч/кг — это более чем вдвое превышает показатели коммерческих аккумуляторных элементов на основе литий-железо-фосфата для электромобилей. Кроме того, батарея выдержала “стабильное циклирование” в течение 700 циклов с сохранением емкости на уровне 81,9%”, — говорится в заявлении.
Технологические инновации и перспективы развития
Ключевой особенностью новой батареи стала стратегия «совместной пластификации растворителем». Она заключается во введении растворителя, который повышает совместимость между полимером и пластификатором, что позволяет создать устойчивую и прочную структуру электролита. Использование ацетона как летучего растворителя способствует формированию фторид-литиевого слоя, который удерживает пластификаторы в полимерной сетке и обеспечивает стабильность во время работы.
Благодаря этим технологическим решениям удалось преодолеть одну из основных проблем твердотельных аккумуляторов — низкую электрохимическую стабильность пластификаторов, которые используются в полимерных электролитах. Однако, несмотря на значительные достижения, у твердотельных батарей остаются технические вызовы: в частности, при больших токах могут возникать металлические трещины (дендриты), которые способны вызывать короткие замыкания.
Эксперты отмечают, что такие инновации могут стать основой для создания литий-металлических батарей с высокой плотностью, большим запасом мощности и поддержкой сверхбыстрой зарядки. Это особенно важно для развития электромобилей, поскольку позволит существенно увеличить запас хода и сделать зарядку быстрее и безопаснее.
Параллельно в Китае продолжаются работы над новым поколением железных аккумуляторов, которые могут работать до 6 000 циклов и при этом стоят в 80 раз дешевле, чем литиевые аналоги. В будущем на рынке могут появиться даже ядерные батареи, способные изменить представление о портативном питании.
