Натриевые батареи уже давно рассматриваются как более доступная и экологичная альтернатива литий-ионным аккумуляторам. Они используют натрий вместо лития, который встречается в больших количествах в морской воде и стоит в 10 раз дешевле. Такие батареи могут снизить стоимость электромобилей и систем хранения энергии, одновременно сокращая зависимость от ограниченных ресурсов лития.
Главным ограничением натриевых аккумуляторов была их нестабильность. При быстрой зарядке они часто теряли ёмкость и страдали от коротких замыканий, что сокращало срок службы. Эти проблемы препятствовали широкому распространению технологии.
Команда ученых из Университета Линнань совместно с Университетом Цинхуа и Пекинским технологическим институтом предложила решение. Оказалось, что повышение концентрации соли в электролите обеспечивает более контролируемое осаждение ионов натрия, предотвращая образование дендритов — тонких игольчатых структур, которые приводят к коротким замыканиям и быстрому износу аккумулятора.
В лабораторных испытаниях безанодная натриевая батарея достигла критической плотности тока свыше 20 мА см⁻² и выдерживала скорость зарядки 10С, что позволяет заряжать аккумулятор за минуты, а не часы.
После 500 циклов зарядки-разрядки батарея сохраняла более 70% исходной емкости, демонстрируя высокую стабильность и долговечность. Кроме того, новый подход повышает безопасность: в составе отсутствует металлический натрий, что снижает риски при производстве, транспортировке и полной разрядке батарей.
Главное преимущество нового подхода — простота. Вместо дорогих материалов и сложных покрытий исследователи использовали лишь оптимизацию состава электролита. Это облегчает перенос лабораторных результатов на крупные прототипы и делает натриевые батареи перспективным решением для электромобилей, сетевых накопителей и устойчивой энергетики.
Однако, чтобы конкурировать с литий-ионными аккумуляторами, необходимо увеличить срок службы натриевых элементов, оптимизировать электролиты с высокой концентрацией соли и повысить плотность энергии, которая пока уступает литий-ионным аналогам.
