Hitech logo

Идеи

Новый электролит для твердотельных батарей сохраняет 84% емкости после 350 циклов

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 01:44 PM

Твердотельные аккумуляторы более безопасные, энергоемкие и заряжаются быстрее, чем привычные литий-ионные. Однако их главный враг — нестабильность границы между электролитом и электродом, которая убивает ресурс батареи. Химики из Китая предложили решение: композитный материал из органических и неорганических веществ, который сохраняет более 84% емкости после 350 циклов заряда-разряда.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Секрет новинки кроется в особом составе на основе поливинилиденфторида и оксихлорида лития. При формировании электролита оксихлорид запускает процесс химической реконструкции в структуре полимера. Это создает прочные ковалентные связи между органической и неорганической фазами, а заодно формирует непрерывные каналы для быстрого движения ионов лития. В итоге материал соединяет в себе гибкость и технологичность полимеров с рекордной ионной проводимостью, свойственной жесткой керамике.

В лабораторных условиях новый электролит показал впечатляющие параметры: ионная проводимость при комнатной температуре достигла 2,73 × 10⁻⁴ См/см, а число переноса лития составило 0,90 — это означает, что почти весь ток переносится именно ионами, а не паразитными процессами. Электрохимическое окно стабильности превысило 4,78 В, а модуль упругости (почти 893 МПа) гарантирует, что электролит не разрушится при механических деформациях внутри батареи. С такими характеристиками прототип уверенно выдерживает даже жесткие режимы зарядки-разрядки током 1С.

Самая важная цифра для практического применения — ресурс: после 350 циклов твердотельная ячейка на основе катода из никеля-кобальта-алюминия сохранила 84,2% начальной емкости. Это означает, что проблема деградации интерфейса может быть решена химическими, а не инженерными ухищрениями.

Более того, симметричные ячейки на основе этого электролита проработали стабильно более 2500 часов — показатель, который приближает технологию к реальным сценариям использования в электромобилях.

Несмотря на растущий прогресс в лабораторных условиях, путь к массовому производству твердотельных батарей остается неопределенным, отмечает IE. Несколько китайских автопроизводителей и разработчиков батарей объявили амбициозные сроки начала массового производства. Например, компания Dongfeng собирается запустить его уже в 2026 году.

Недавно европейский разработчик аккумуляторных технологий SOLiTHOR представил демонстрационную твердотельную ячейку емкостью 10 А·ч. Она обеспечивает плотность энергии до 465 Вт·ч/кг на уровне стека и до 1400 Вт·ч/л в пакетном корпусе.