Они создали новый катодный материал для увеличения срока службы твердотельных литиевых аккумуляторов
Китайские исследователи создали новый катодный материал для увеличения срока службы полностью твердотельных литиевых батарей. Это позволит повысить их пригодность для коммерческого применения.
Материал разработали сотрудники Циндаоского института биоэнергетики и технологии биопроцессов Академии наук Китая. В интервью информационному агентству «Синьхуа» они рассказали, что литиевые аккумуляторы, в которых используются твердые электролиты, с меньшей вероятностью будут протекать и сгорать, чем жидкие литий-ионные аккумуляторы, широко используемые в электромобилях, мобильных телефонах и компьютерах.
Авторы исследования сообщили, что плотность энергии батареи из нового материала составляет 390 ватт/час на один килограмм. Это в 1,3 раза больше, чем у представленных на рынке современных литий-ионных аккумуляторов.
По словам соавтора исследования, доктора физических наук Цзюй Цзянвэя, эта разработка дала возможность создать полностью твердотельные литиевые батареи, которые от существующих аналогов отличаются высокой проводимостью, высокой удельной разрядной емкостью, небольшим изменением объема, высокой плотностью энергии и длительным сроком службы.
Ученый отметил, что электронная и ионная проводимость новинки в более чем тысячу раз превышает электронную и ионную проводимость традиционных материалов для катодов аккумуляторов. Это означает, что даже без токопроводящих добавок существует возможность плавно проводить циклы зарядки и разрядки. Таким образом, процесс выпуска батареи будет упрощен, а производительность полностью твердотельных литиевых батарей будет повышена.
Цзюй также подчеркнул, что во время зарядки и разрядки изменение объема нового материала составляет лишь 1,2%. Это в большей степени способствует обеспечению устойчивости структуры батареи. Для сравнения: объем традиционных материалов изменяется более чем на 2,6%. Даже после пяти тысяч циклов зарядки и разрядки аккумулятор из нового материала способен сохранять 80% первоначальной емкости.
Твердотельные литиевые батареи пользуются большим спросом на рынке силовых аккумуляторов. Они способны накапливать электроэнергию, получаемую от ветра, а также фотоэлектрическим способом. Отмечается, что их применение может помочь в достижении двух «углеродных целей» Китая: выход к 2030 году на пик выбросов углекислого газа и обеспечение углеродной нейтральности к 2060-му.