Новости

Недавно китайские исследователи преодолели узкие места по плотности энергии и производительности традиционных литий-ионных аккумуляторов, разработав мягкоупакованные элементы с плотностью энергии более 600 watt-hours/kg и модульные аккумуляторы с емкостью 480 watt-hours/kg. Эти показатели напрямую повышают плотность энергии и срок службы существующих литий-ионных аккумуляторов в 2-3 раза.

С быстрым развитием таких новых направлений, как электрический транспорт, низковысотная экономика, потребительская электроника и гуманоидные роботы, потребность в высокоэнергетических перезаряжаемых аккумуляторах с длительным сроком службы становится все более насущной. Плотность энергии является ключевым показателем аккумулятора, и вопрос о том, как хранить больше энергии при одновременном снижении веса и размера, представляет собой техническую задачу, которую исследователи по всему миру стремятся решить.

Литий-металлические аккумуляторы, обладающие значительно более высокой теоретической плотностью энергии по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами, считаются технологией аккумуляторов следующего поколения, способной решить проблемы производительности и срока службы существующих батарей. Однако существующие конструкции электролитов с трудом одновременно удовлетворяют требованиям к повышению энергетической отдачи аккумулятора и срока его циклической службы.

После многих лет инновационных исследований и технических прорывов исследовательская группа Тяньцзиньского университета и ее сотрудники впервые предложили концепцию «делокализованного» проектирования электролитов для высокоэнергетических литий-металлических аккумуляторов. Эта концепция устраняет зависимость традиционного проектирования электролитов от доминирующей структуры сольватации, обеспечивая одновременно повышение плотности энергии и общей производительности. Результаты исследования были опубликованы в международном академическом журнале Nature 13 August.

Ху Вэньбинь, профессор Школы материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета и руководитель группы, пояснил, что благодаря этой инновации исследовательская группа достигла целевых показателей производительности для высокоэнергетического аккумулятора «Battery600» и успешно обеспечила масштабируемость высокоэнергетического аккумуляторного блока «Pack480», заложив важную основу для будущего применения литий-металлических аккумуляторов. Кроме того, эта технология также демонстрирует отличную циклическую стабильность и безопасность.

В настоящее время, опираясь на национальные платформы, такие как Национальная инновационная платформа интеграции промышленности и образования в области технологий накопления энергии Тяньцзиньского университета и Государственная ключевая лаборатория функциональных материалов из драгоценных металлов, команда активно продвигает техническую трансформацию и верификацию применения этих результатов. Уже создана пилотная производственная линия высокоэнергетических литий-металлических аккумуляторов, которые были успешно применены в трех моделях миниатюрных полностью электрических беспилотных летательных аппаратов в моей стране, увеличив время полета в 2.8 раза по сравнению с существующими аккумуляторами.

Сообщается, что в настоящее время команда освоила ключевые технологии всей цепочки высокоэнергетических литиевых аккумуляторов, а именно «materials-electrolyte-electrode-battery». Все сырьевые материалы и ключевые технологии находятся под независимым контролем, и команда обладает возможностью массового производства с высокой степенью однородности. Ожидается, что полномасштабный запуск производства состоится во второй половине этого года.