Приоритетным направлением работы стало улучшение полимерных электролитов на основе поливинилиденфторида (ПВДФ). Этот материал считается перспективной основой для твердотельных батарей благодаря высокой химической стабильности и хорошей ионной проводимости. Однако традиционные добавки-пластификаторы на основе ПВДФ часто вызывают нежелательные побочные реакции и ухудшают совместимость с электродами.
Чтобы решить эту проблему, команда разработала стратегию с использованием временного летучего растворителя, который добавляют на этапе приготовления электролита. Он улучшает совместимость полимера со стабильными пластификаторами. Когда плёнка формируется, растворитель испаряется, а пластификатор остаётся надёжно запертым внутри полимерной сетки.
Такой метод позволил сформировать защитный межфазный слой, обогащённый фторидом лития, который снижает побочные реакции на границах электродов и повышает стабильность системы. В качестве основного пластификатора использовался сульфолан, который дополнительно стабилизировал структуру электролита и ограничивал его миграцию во время работы батареи.
Ученые собрали ячейку в форм-факторе «пакет» (pouch cell), который используется в смартфонах и ноутбуках. В ней применили тонкий литий-металлический анод и оптимизированное соотношение материалов N/P = 1,1. Такая конфигурация позволила достичь плотности энергии 451,5 Вт·ч/кг — более чем вдвое выше типичных показателей LFP-аккумуляторов, применяемых в электромобилях. Дополнительно батарея прошла тест на прокол гвоздём, что подтвердило её надежность.
Батарея проработала 700 циклов, сохранив 81,9% начальной ёмкости. При этом использовался высоконикелевый катод с напряжением 4,7 В и экстремальный режим зарядки 20 °C, который соответствует току, позволяющему полностью зарядить аккумулятор примерно за три минуты.
Исследователи считают, что полученные результаты могут ускорить коммерциализацию твердотельных аккумуляторов и приблизить появление систем с ещё более высокой плотностью энергии и быстрой зарядкой. Китайские разработчики уже нацелены на создание коммерческих твердотельных батарей ёмкостью от 400 до 500 Вт·ч/кг в 2026–2027 годах, параллельно продолжая работу над литий-металлическими и полутвердотельными технологиями.
