Новости

Недавно китайские исследователи преодолели ограничения по плотности энергии и производительности традиционных литий-ионных аккумуляторов, разработав мягкоупакованные элементы с плотностью энергии более 600 ватт-часов/kg и модульные батареи ёмкостью 480 ватт-часов/kg. Эти показатели производительности напрямую повышают плотность энергии и срок службы существующих литий-ионных аккумуляторов в 2-3 раза.

С быстрым развитием таких новых областей, как электротранспорт, низковысотная экономика, потребительская электроника и гуманоидные роботы, потребность в высокоэнергетических перезаряжаемых батареях с длительным сроком службы становится всё более острой. Плотность энергии является ключевым показателем батареи, и вопрос о том, как хранить больше энергии при одновременном снижении веса и размера, представляет собой техническую задачу, которую исследователи по всему миру стремятся решить.

Литий-металлические батареи, обладающие значительно более высокой теоретической плотностью энергии по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами, считаются технологией батарей следующего поколения, способной устранить ограничения по производительности и сроку службы существующих батарей. Однако существующие конструкции электролитов с трудом позволяют одновременно удовлетворять требованиям по повышению энергоотдачи батареи и сроку её циклической службы.

После многих лет инновационных исследований и технических прорывов исследовательская группа Тяньцзиньского университета и её сотрудники впервые предложили «делокализованную» концепцию проектирования электролитов для высокоэнергетических литий-металлических батарей. Эта концепция устраняет зависимость традиционного проектирования электролитов от доминирующей структуры сольватации, обеспечивая одновременно повышение плотности энергии и общей производительности. Результаты исследования были опубликованы в международном академическом журнале Nature 13 августа.

Ху Вэньбинь, профессор Школы материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета и руководитель команды, пояснил, что благодаря этой инновации исследовательская группа достигла целевых показателей производительности для высокоэнергетической батареи «Battery600» и успешно реализовала масштабируемость высокоэнергетического батарейного блока «Pack480», заложив важную основу для будущего применения литий-металлических батарей. Кроме того, данная технология также демонстрирует отличную циклическую стабильность и безопасность.

В настоящее время, используя национальные платформы, такие как Национальная инновационная платформа интеграции промышленности и образования в области технологий накопления энергии Тяньцзиньского университета и Государственная ключевая лаборатория функциональных материалов из драгоценных металлов, команда активно продвигает техническую трансформацию и прикладную проверку этих результатов. Уже создана пилотная производственная линия для высокоэнергетических литий-металлических батарей, которые успешно применены в трёх моделях миниатюрных полностью электрических беспилотных летательных аппаратов в моей стране, увеличив время полёта в 2.8 раза по сравнению с существующими батареями.

Сообщается, что в настоящее время команда освоила ключевые технологии всей цепочки высокоэнергетических литиевых батарей, а именно «материалы-электролит-электрод-батарея». Всё сырьё и ключевые технологии находятся под независимым контролем, и команда обладает возможностью массового производства с высокой степенью однородности. Ожидается, что полномасштабный запуск производства состоится во второй половине этого года.