Создан аккумулятор рекордной плотности энергии — 711 Втч/кг
Китайские ученые увеличили показатель плотности энергии литиевых батарей до рекордных 711 Втч/кг. Батарея Tesla 4680, для сравнения, имеют показатели где-то между 244-296 Втч/кг. Таким образом, недавно испытанные в Пекине аккумуляторы сверхвысокой плотности представляют собой огромный скачок вперед по сравнению со нынешней технологией, даже если они сосредоточены исключительно на максимизации одного показателя.
Сегодняшние аккумуляторы уже достаточно хороши для большинства случаев использования электромобилей. Но в других областях, таких как мощные мобильные устройства, высокопроизводительные электрические мотоциклы и, прежде всего, электрические самолеты и VTOL, производители требуют аккумуляторов, которые могут содержать больше энергии при значительно меньшем весе.
На рынок начинают поступать довольно впечатляющие новые разработки — например, «конденсаторная батарея» CATL на 500 Втч/кг. Но с точки зрения одноцелевых элементов, разработанных исключительно для максимизации удельной энергии, предыдущий самый высокий показатель, о котором когда-либо сообщалось, был 575 Втч / кг безанодного аккумуляторного элемента.
Теперь этот рекорд был побит командой инженеров и ученых из Института физики Китайской академии наук. Они разработали перезаряжаемый аккумуляторный элемент емкостью 10 Ач (Ампер-час) с использованием ультратонкого металлического литиевого анода и катода на основе оксида марганца, богатого литием.
Команда расширила диапазон напряжений заряда/разряда и изучила структурную стабильность катода, а также влияние модификаций поверхности литиевого анода на то, как ионы лития осаждаются на электроде и растворяются вдали от него по мере зарядки и разрядки аккумулятора.
Батарея, протестированная на уровне 711,3 Втч/кг, также продемонстрировала исключительную объемную плотность энергии — 1653,65 Втч/литр.
Естественно, это всего лишь лабораторная батарея исследовательского уровня, и до любой формы коммерциализации далеко. Для создания этого прототипа требовались «чрезвычайно передовые технологические процессы, такие как подготовка электродов с высокой нагрузкой и впрыск обедненного электролита», поэтому они, вероятно, будут очень дорогими.
А поскольку команда стремилась прежде всего к предельной плотности, наверняка есть куда стремиться. Нет никаких упоминаний о том, сколько энергии способен выдавать или поглощать аккумулятор за один раз, каков его срок службы или как он работает при различных температурах.
Исследователи говорят, что даже в показателях плотности еще есть возможности для улучшения, поэтому будет интересно посмотреть, смогут ли они улучшить свои собственные результаты.
Статья доступна в журнале China Physics Letters.