Совместная исследовательская группа лаборатории Tianmushan и Университета Цинхуа объявила о значительном прорыве в области регулирования электролитов для литий-металлических аккумуляторов. Ученым удалось создать высокостабильные литий-металлические ячейки с плотностью энергии, достигающей уровня 600 Вт·ч/кг. Результаты этой работы были опубликованы в авторитетном международном журнале Nature Communications.
Это открытие особенно актуально для стремительно развивающейся «низковысотной экономики». Несмотря на растущий спрос на дроны и электрические летательные аппараты вертикального взлета и посадки (eVTOL), их широкое коммерческое использование сдерживается ограниченной продолжительностью полета. Современные коммерческие литиевые батареи с графитовыми анодами уже приближаются к своему теоретическому пределу плотности энергии — около 350 Вт·ч/кг, что затрудняет выполнение задач, требующих длительной работы в воздухе.
Литий-металлические батареи считаются основным решением проблемы ограниченного времени полета благодаря высокой емкости их анодных материалов. Однако отрасли долгое время не удавалось найти баланс между высокой плотностью энергии, длительным сроком службы и безопасностью, поскольку такие батареи подвержены разложению электролита и росту литиевых дендритов в условиях высокого напряжения.
Для решения этих задач исследовательская группа применила новую стратегию, основанную на использовании аддитивной структуры с сильной координационной сольватацией, для создания нового типа электролитной добавки. Это новшество формирует тонкую плотную защитную пленку на поверхности катода, предотвращая повреждение материала при циклировании под высоким напряжением. Одновременно на литий-металлическом аноде создается стабильный межфазный слой, который подавляет образование дендритов, значительно повышает эффективность транспортировки ионов лития и снижает риски для безопасности.
Согласно данным испытаний, ячейки емкостью 10 А·ч с высоконикелевыми тройными катодами достигли плотности энергии 550,7 Вт·ч/кг, сохранив 80% емкости после 180 циклов. При использовании литий-богатых марганцевых катодных материалов обратимая удельная энергия увеличилась до 602,5 Вт·ч/кг — это более чем на 50% выше показателей современных серийных тяговых батарей, что особенно важно для развития электромобилей из Китая.
Несмотря на впечатляющие результаты, исследователи отмечают, что технология находится на стадии лабораторных разработок. Для ее масштабирования и коммерческого применения потребуются дальнейшие технические доработки.
Комментарий редакции
Это все еще лабораторный продукт, поэтому до его массового производства могут пройти годы. У CATL есть конденсаторные батареи для eVTOL с плотностью энергии до 350 Вт·ч/кг, что, по-видимому, является текущим теоретическим пределом для литий-ионных аккумуляторов, и, как сообщается, их стоимость чрезвычайно высока. Подробнее о новинках в мире авто из Китая можно узнать на ChinaAutoZone.ru.
Ранее CATL также упоминала, что ведет исследования литий-воздушных батарей с теоретической плотностью энергии до 12 000 Вт·ч/кг, что сопоставимо с бензином.
Лю Мяо
Самые важные новости в вашем почтовом ящике.
Хотите такое же авто из Китая?
ChinaAutoZone привезёт под ключ во Владивосток: подбор, доставка, растаможка, СБКТС, ПТС, гарантия 1 год.
Написать в MAX Связаться с менеджером Рассчитать под ключ
Источник: CarNewsChina