Китайські дослідники представили надстабільну літій-металеву батарею з енергетичною щільністю понад 600 Вт·г/кг.
05/09/2026 10:00
Оновлено на
05/09/2026 10:00
Розробка акумуляторів із винятковим співвідношенням маси та енергетичної ємності є одним із найбільших викликів у автомобільній та промисловій галузях. У цій сфері спільна дослідницька група Лабораторії Тяньмушань та Університету Цінхуа оголосила про прорив у регулюванні електроліту для літій-металевих акумуляторів. Проєкт завершився створенням камери у форматі мішка, яка досягає рівня 600 Вт·год/кг, забезпечуючи високу стабільність роботи.
Цей стрибок у густині гравітаційного поля подвоює показники традиційних хімікатів, які використовуються у електромобілях. Дослідження було спрямоване на подолання основних обмежень щодо довговічності та безпеки, які історично стримували використання анодів з чистого металу, дозволяючи легшим та компактнішим акумуляторам зберігати значно більшу кількість енергії в тому ж об’ємі. Іншими словами, більше енергії в одному корпусі, що призводить до збільшення автономності.
Трьохкомпонентні катоди та акумулятори з високим вмістом марганцю
Під час випробувань акумуляторних елементів типу «сумка» ємністю 10 А·год дослідники оцінювали різні комбінації катодів. При поєднанні анода з металевим літієм із триплексним катодом з високим вмістом нікелю елемент досягає щільності енергії 550,7 Вт·год/кг. Під час тестів на циклування елемент зміг зберегти 80% своєї початкової ємності після 180 циклів зарядки та розрядки.
Енергетична ефективність ще більше підвищилась при заміні цього комплекту на катод, складений із матеріалу, багатого на марганець та літій. У цій новій конфігурації зворотна енергійність акумулятора перевищила референтний показник, досягнувши 602,5 Вт·год/кг, що стало новим стандартом для таких конструкцій.
Придушення дендритів та захист при високій напрузі
Суть цього досягнення полягає у розробці добавки для електроліту, яка діє безпосередньо на інтерфейси обох електродів. У катоді цей компонент створює захисний поверхневий шар, призначений для зменшення пошкоджень та деградації, спричинених постійними циклами високої напруги.
Одночасно хімічна формула створює стабільний інтерфейсний шар на аноді з літієвого металу. Цей фізичний та хімічний бар’єр ефективно стримує ріст дендритів літію — мікроскопічних структур, які зазвичай спричиняють внутрішні короткі замикання та передчасне виходження з ладу таких акумуляторів. Сучасні комерційні літієві акумулятори, які використовують графітові аноди, наближаються до свого теоретичного ліміту енергетичної щільності приблизно 350 Вт·год/кг.
Стан проекту та шлях до виробництва
Незважаючи на обнадійливі результати, отримані у клітинах у форматі сумки, дослідницька команда зазначає, що ця технологія наразі залишається на етапі досліджень та розробок у лабораторіях. Система ще не досягла етапу індустріалізації та не виробляється у комерційних масштабах. Проте дані про продуктивність та стабільність інтерфейсу створюють міцну основу для майбутніх процесів виробництва, спрямованих на автомобілі та системи мобільності, які потребують значного зменшення ваги акумуляторної батареї. Раніше CATL вже проводила подібні дослідження, проте, як і дослідники з Лабораторії Тяньмушань, вони ще не змогли створити остаточну формулу, яка б уможливила її комерційне впровадження.