Технологии
Китайские ученые приблизили создание сверхемких батарей для электромобилей
Исследователи из Китая сообщили о разработке новой конструкции литий-металлических батарей, которая может существенно повысить энергоемкость аккумуляторов и увеличить запас хода электромобилей. Технология также обещает улучшить работу батарей в экстремально низких температурах и снизить риск коротких замыканий.
Китайские ученые заявили о серьезном продвижении в области аккумуляторных технологий, которое в перспективе может заметно увеличить запас хода электромобилей и ускорить электрификацию в самых разных отраслях.
Исследователи из Нанкайского университета переработали систему электролита в литиевых батареях, устранив одну из ключевых проблем, которая до сих пор сдерживала развитие более эффективных источников питания.
Электролит в литиевых аккумуляторах играет центральную роль: именно он обеспечивает перемещение ионов лития между электродами во время зарядки и разрядки. Однако в традиционных системах этот процесс может идти недостаточно эффективно, замедляя перенос заряда. Новая разработка, как утверждают ученые, ослабляет силу удержания ионов лития и тем самым делает их взаимодействие с электродами более стабильным и эффективным.
Одним из главных изменений стал отказ от графитового анода в пользу литиевого металла. Такой подход позволяет уменьшить толщину батареи и одновременно повысить ее общую емкость.
Разработчики также отмечают, что новая литий-металлическая батарея требует меньшего объема электролита. Это открывает возможность хранить больше энергии на единицу массы, что особенно важно для электромобилей, авиации и беспилотных систем.
По словам исследователей, новая конструкция сохраняет низкую вязкость и высокую ионную проводимость даже при экстремально низких температурах. Это особенно важно, поскольку одной из главных проблем литий-металлических батарей долгое время оставалось образование дендритов — игольчатых структур, которые возникают при неравномерном осаждении лития на аноде и могут вызвать короткое замыкание.
Авторы разработки утверждают, что им удалось добиться более равномерного осаждения лития, а значит — существенно снизить вероятность появления дендритов.
Лабораторные испытания показали, что аккумуляторы новой конструкции способны обеспечивать около 700 ватт-часов на килограмм при комнатной температуре и примерно 400 ватт-часов на килограмм при минус 50 градусах Цельсия. Для сравнения: современные батареи для электромобилей обычно имеют энергоемкость в диапазоне от 140 до 200 ватт-часов на килограмм. Таким образом, новая технология потенциально может обеспечить двукратное или даже трехкратное увеличение запаса хода.
Перспективы применения таких батарей выходят далеко за пределы автомобильной отрасли. Более легкие и емкие аккумуляторы могут значительно расширить возможности дронов и беспилотных аппаратов, позволяя им летать дальше и нести большую полезную нагрузку. Это важно как для промышленного, так и для гражданского использования, включая доставку товаров.
На этом фоне в автомобильной отрасли продолжается дискуссия о балансе между быстрой зарядкой и долговечностью батарей. Представители BMW ранее предупреждали, что рекордные показатели зарядной мощности, которые демонстрируют некоторые китайские производители, могут сопровождаться побочными эффектами.
В компании отметили, что чрезмерное увеличение мощности зарядки способно негативно сказаться на других важных характеристиках аккумулятора, включая энергетическую плотность и срок службы.
Таким образом, новая китайская разработка может стать важным шагом вперед для всей индустрии накопителей энергии. Однако вопрос практического внедрения технологии и ее поведения в реальных условиях эксплуатации еще потребует дальнейшей проверки.
Источник: BGR