Группа исследователей из Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена (Германия) во главе с Морицем Шютте провела масштабные испытания 120 элементов питания китайской компании Hina. Чтобы оценить их «здоровье» и однородность, ученые применили метод электрохимической импедансной спектроскопии — неинвазивную диагностику, которая показывает, насколько равномерно работают ячейки. Затем батареи проверили в экстремальных условиях: от -20°C до +45°C, а для чистоты эксперимента вскрыли несколько образцов, изучив их электроды под рентгеном и микроскопом.

Самым неожиданным открытием стало конструктивное сходство с технологией Tesla: в аккумуляторе Hina используется архитектура без выводов (tabless) с двойным алюминиевым токосъемником. Такая схема значительно снижает внутреннее электрическое сопротивление и помогает распределять тепло по ячейке гораздо равномернее, пишет Science Daily.

Главный плюс натрий-ионных батарей — это сырьевая доступность. Натрий встречается в природе в тысячи раз чаще лития, что делает технологию дешевле и избавляет цепочки поставок от геополитических рисков. Кроме того, элементы показали выдающуюся мощность и стабильную работу при низких температурах.

Однако главный минус пока не преодолен: энергетическая плотность у натриевого решения все еще ниже, чем у лучших литиевых аналогов. Кроме того, ученые обнаружили в катоде высокое и неравномерное содержание меди, что ставит вопросы перед долговечностью батареи.

«Сочетание хорошей однородности, высокой мощности и отличной работы при низких температурах делает эти элементы привлекательными для стационарных систем хранения энергии, электросетей, а также для транспортных средств с малым запасом хода или коммерческого транспорта, где потенциально более низкая стоимость и доступность ресурсов имеют большее значение, чем максимальный запас хода», — сказал Мориц Шютте, один из авторов исследования.

Исследователи из Сингапура нашли простое и дешевое решение двух главных проблем твердотельных натрий-ионных батарей: низкой ионной проводимости и роста дендритов. Добавка гранулированного нитрида углерода в полимерный электролит увеличивает его прочность в три раза, ионную проводимость более чем вдвое, а срок службы батареи — в десять раз.