Аккумуляторный прорыв: ученые создали литиевую ячейку с рекордной емкостью

В институте физики Китайской академии наук разработали высокоэффективную литиевую ячейку с рекордным показателем удельной емкости. В процессе лабораторных испытаний массовая плотность энергии первого разряда достигла 711,30 Вт-ч/кг, а объемная плотность энергии – 1653,65 Вт-ч/л.

Достичь таких высоких характеристик позволила принципиально другая внутренняя структура с тонкими внешними стенками и использование богатых литием материалов на основе марганца. В частности, свой сверхтонкий анод китайские ученые изготовили из металлического лития. Он имеет в 10 раз большую способность накапливать энергию, чем графит. Для катода использован обогащенный литием оксид марганца.

Увы, на данный момент построить такую батарею в промышленных условиях не представляется возможным. Кроме того, неизвестно как она поведет себя в условиях низких или сверхвысоких температур. Также нет данных, сколько циклов зарядки она сможет выдержать. Все усилия ученых были сконцентрированы на удельной емкости. В любом случае эти разработки полезны, поскольку продвигают батарейные технологии и способствуют дальнейшему совершенствованию электрических транспортных средств.

Повышение плотности энергии – ключевая цель исследований и разработок литиевых батарей. Страны Европы, а также Япония, Китай, Соединённые Штаты Америки и Южная Корея разрабатывают литиевые батареи мощностью 400-600 Вт-ч/кг. С момента первого коммерческого применения литий-ионных аккумуляторов корпорацией Sony в 1991 году плотность энергии коммерческих литий-ионных аккумуляторов постепенно увеличилась с 90 Вт-ч/кг до нынешних 360 Вт-ч/кг и, похоже, это не предел. Литий-серные и литий-диоксид-углеродные ячейки обладают несколькими тысячами ватт-часов, но до их массового применения еще очень далеко.