Китайські науковці заявили про прорив у сфері акумуляторів для електромобілів. Дослідження, опубліковане в журналі Nature, описує нову літієву батарею з питомою енергоємністю понад 700 Вт·год/кг — це майже утричі більше за показники більшості сучасних серійних акумуляторів. Такий акумулятор дозволить електромобілям долати понад 1000 км на одному заряді.
Роботу очолили професор Чжао Цін і академік Чень Цзюнь з Нанькайського університету спільно з Лі Юном із Шанхайського інституту космічних джерел енергії. За словами Чень Цзюня, енергоємність і стабільність у холодному кліматі залишаються двома ключовими бар’єрами для масового переходу на електромобілі.
Нині найкращі літій-іонні батареї, що встановлюють у серійні електромобілі, зазвичай мають питому енергоємність 250-255 Вт·год/кг. Твердотільні рішення, які часто називають “святим Граалем” галузі, декларують близько 400-500 Вт·год/кг. Нова розробка перевищує ці показники й дозволяє досягати питомої енергоємності у 700 Вт·год/кг та навіть більше. Отже, за однакової ваги батарея з більшою енергоємністю дозволяє проїхати значно більшу відстань. Теоретично це відкриває шлях до електромобілів із запасом ходу понад 1000 км без збільшення маси акумуляторного блоку.
Китай створив батарею на 700 Вт•год/кг: електромобілі можуть отримати понад 1000 км запасу ходу
Ключова зміна стосується електроліту — рідини всередині батареї, яка забезпечує рух іонів літію. Традиційні рішення використовують суміш літієвих солей і карбонатних розчинників, де перенесення заряду відбувається за участі атомів кисню. Такий підхід має недоліки: електроліт густий, гірше розтікається і втрачає ефективність на морозі.
Команда з Китаю створила новий тип рідкого електроліту на основі фторованих вуглеводневих розчинників. Замість кисню в перенесенні іонів задіяли фтор. Це підвищило іонну провідність і стабільність при надвисокій енергоємності. Рідина стала менш в’язкою, краще розподіляється і потребує меншого об’єму для роботи елемента.
Водночас вдалося покращити роботу батареї на холоді. Під час лабораторних тестів при температурі –50°C елемент зберіг питому енергоємність на рівні майже 400 Вт·год/кг. Це більше, ніж забезпечують багато сучасних преміальних електромобілів за кімнатної температури.
