Китайские исследователи представили сверхстабильный литиево-металлический аккумулятор с энергетической плотностью более 600 Вт·ч/кг.
05/09/2026 10:00
Обновлено до
05/09/2026 10:00
Разработка аккумуляторов с выдающимся соотношением веса и энергийной ёмкости представляет собой одну из главных задач в автомобильной и промышленной отраслях. В этой области совместная исследовательская группа Лаборатории Тяньмушань и Университета Цинхуа объявила о прорыве в регулировании электролита для литий-металлических аккумуляторов. В результате проекта была создана камера в формате мешка, обеспечивающая уровень энергийной ёмкости 600 Вт·ч/кг и высокую стабильность работы.
Это увеличение плотности гравитационного поля вдвое превышает показатели традиционных химикатов, используемых в электромобилях. Исследования сосредоточены на преодолении основных ограничений по долговечности и безопасности, которые ранее мешали использованию анодов из чистого металла, позволяя более легким и компактным аккумуляторам хранить значительно больше энергии при том же объеме. Другими словами, больше энергии в одном и том же устройстве, что приводит к увеличению запаса хода.
Тройные катоды и аккумуляторы с высоким содержанием марганца
В ходе испытаний элементов типа «мешок» емкостью 10 А·ч исследователи оценивали различные комбинации катодов. При сочетании металлического литиевого анода с тройным катодом с высоким содержанием никеля элемент показывает энергетическую плотность 550,7 Вт·ч/кг. Во время тестов на циклическую работу элемент смог сохранить 80% от своей начальной ёмкости после 180 циклов зарядки и разрядки.
Энергоэффективность ещё больше возросла при замене катода на состав, содержащий марганец и литий. При этой новой конфигурации обратимая удельная энергия аккумулятора превысила установленный рекорд, достигнув значения 602,5 Вт·ч/кг, тем самым установив новый стандарт для подобных конструкций.
Подавление дендритов и защита при высоком напряжении
Суть этого прорыва заключается в создании добавки для электролита, которая оказывает прямое воздействие на границы раздела между электродами. На катоде этот компонент формирует защитный поверхностный слой, предназначенный для снижения ущерба и деградации, вызванных непрерывными циклами работы при высоком напряжении.
Одновременно химическая формула создает стабильный интерфейсный слой на аноде из металлического лития. Этот физический и химический барьер эффективно сдерживает рост дендритов лития — микроскопических структур, которые обычно приводят к внутренним коротким замыканиям и преждевременной поломке таких аккумуляторов. Современные коммерческие литиевые батареи, использующие графитовые аноды, приближаются к своему теоретическому пределу энергойности в примерно 350 Вт·ч/кг.
Статус проекта и путь к производству
Несмотря на многообещающие результаты, полученные в камерах в формате мешка, исследовательская группа поясняет, что технология в настоящее время находится на этапе исследований и разработок в лабораториях. Система ещё не достигла этапа индустриализации и не производится в коммерческих масштабах. Тем не менее данные о производительности и стабильности интерфейса обеспечивают прочную основу для будущих процессов производства, направленных на автомобили и системы передвижения, которые требуют значительного снижения веса батарейного пакета. Ранее CATL уже проводила подобные исследования, однако, как и учёные из Лаборатории Тяньмушань, они пока не смогли создать окончательную формулу, которая позволила бы внедрить эту технологию в коммерческую практику.