Новая технология аккумуляторов: прорыв южнокорейской лаборатории обещает большую плотность энергии и срок службы

По данным сайта Advanced Scienceосновным принципом новой системы, разработанной южнокорейскими исследователями, является структура "взаимосвязанного электрода-электролита" (IEE), в которой электрод и электролит постоянно скреплены друг с другом. В отличие от обычных слоистых литий-ионных элементов, такое плотное сцепление предотвращает ослабление структуры в результате циклов зарядки.

Высокая производительность батареи в первых испытаниях

В лабораторных испытаниях прототипные элементы, созданные с использованием структуры IEE, достигли гравиметрической плотности энергии 403,7 Вт-ч/кг и объемной плотности 1 300 Вт-ч/л. Эти показатели значительно выше, чем у современных серийных батарей, таких как батарея Tesla 4680 (241 Втч/кг, 643 Втч/л).

Пригодность для кремниевых анодов

Ключевым преимуществом структуры IEE является ее пригодность для кремниевых анодов. Теоретически, кремний может хранить примерно в десять раз больше ионов лития, чем графит, но он страдает от значительных изменений объема во время зарядки, что сильно ограничивает срок его службы на сегодняшний день. Прочное соединение в конструкции IEE стабилизирует анод и поглощает эти напряжения, что может сделать использование кремния в качестве активного материала более практичным.

Технология лабораторного масштаба

Несмотря на высокие эксплуатационные характеристики, в настоящее время технология все еще ограничена лабораторными масштабами. Производство требует новых материальных процессов, что делает перенос технологии на промышленные производственные линии сложным и дорогостоящим. Поэтому, вероятно, потребуется несколько лет разработок, прежде чем станет возможным коммерческое использование.

Огромный потенциал для технологии батарей

Однако если технология IEE получит широкое распространение, она может значительно увеличить энергоемкость и срок службы батарей. Это будет иметь далеко идущие последствия не только для электромобилей, но и для смартфонов, ноутбуков и стационарных устройств хранения данных, особенно в то время, когда производители все чаще ищут способы одновременного увеличения дальности действия, циклов зарядки и экологичности.