В журнале Nature Communications опубликованы результаты работы китайской группы исследователей, создавшей литий-металлические аккумуляторы с удельной энергией более 600 Вт·ч/кг. Об этом сообщает CarNewsChina.
Для современных литийионных батарей с графитовыми анодами теоретический предел энергоёмкости составляет около 350 Вт·ч/кг, и массовое производство уже вплотную к нему приблизилось. Особенно остро нуждаются в более лёгких и мощных источниках питания авиастроители, хотя для электромобилей этот вопрос тоже остаётся актуальным.
Литий-металлические элементы, в которых анод сделан из чистого лития, рассматриваются как одна из самых многообещающих альтернатив. Однако коммерческому внедрению мешает сложность одновременного достижения трёх параметров: высокой удельной энергии, длительного срока службы и безопасности. Главные проблемы — быстрое разложение электролита и образование дендритов при высоком напряжении.
Учёные из Китая нашли способ защитить электроды с помощью тонких слоёв. Покрытие на катоде предотвращает его разрушение, а защитная плёнка на аноде обеспечивает равномерное распределение ионов лития, не давая дендритам разрастаться. Все необходимые компоненты для формирования этих слоёв закладываются прямо в электролит на этапе сборки ячейки.
Испытания показали: прототипы с никель-марганцевым катодом и ёмкостью 10 А·ч выдают 550 Вт·ч/кг и сохраняют 80 % ёмкости после 180 циклов. Катод с высоким содержанием марганца позволил поднять планку до 603 Вт·ч/кг — на 50 % выше, чем у лучших серийных образцов. Но 180 циклов — слишком мало для практического использования, так что массовое производство таких батарей пока далеко.
Крупнейший игрок отрасли CATL изучает и другие варианты: литий-воздушные аккумуляторы теоретически способны накапливать до 12 000 Вт·ч/кг, приближаясь по энергоёмкости к углеводородам.
Китай продолжает активно развивать аккумуляторные технологии для электротранспорта и систем хранения энергии. Интернет-газета «ЖУК» сообщала, что CATL запустил прямые продажи LFP-ячеек для систем хранения энергии через собственный онлайн-магазин, отказавшись от цепочки дистрибуторов.