Пробив в технологията на литиевите батерии може да промени бъдещето на електромобилите
Изследователи от Китай обявиха, че са постигнали значителен пробив в разработката на литиеви батерии, като са успели да удвоят енергийната плътност – количеството енергия, което батерията може да съхрани спрямо размера и теглото си – в сравнение с най-съвременните батерии, използвани от Tesla.
Литиеви батерии – ключът към по-дълъг пробег на електромобилите
Литиевите батерии са основен компонент за всеки електрически автомобил благодарение на високата си енергийна плътност. Тя позволява съхраняването на голямо количество енергия в компактен и лек корпус – критично условие за осигуряване на по-дълъг пробег с едно зареждане и за подобряване на производителността.
В момента най-добрите батерии на Tesla постигат енергийна плътност около 300 Wh/kg. Новата батерия, разработена от екип на университета в Тианджин, демонстрира енергийна плътност от над 600 Wh/kg. Колкото по-висока е плътността, толкова по-лека и компактна може да бъде батерията – фактор, който пряко се отразява на пробега, ускорението и цялостната ефективност на електромобила.
Преодоляване на ограниченията на съществуващите литиеви батерии
Един от най-сериозните проблеми при днешните литиеви батерии е електролитът – течността, през която преминават литиевите йони. При стандартните електролити се образува твърда и организирана структура около йоните, която ограничава ефективността, стабилността и капацитета на батерията.
Китайските учени представиха своето решение в списание Nature – нов тип електролит с по-неорганизирана структура, която позволява на йоните да се движат по-свободно.
„Дизайнът на делокализирания електролит преодолява ограниченията на конвенционалните електролити, като създава по-хаотична микросреда на солватизация, намалява динамичните бариери, стабилизира интерфазите и открива нови възможности за подобряване на производителността на батериите“, отбелязват изследователите.
Резултати от тестовете на новата батерия
При лабораторни изпитвания новата батерия постигна впечатляваща енергийна плътност от 604,2 Wh/kg и остана стабилна в повече от 100 цикъла на зареждане и разреждане. Допълнителни предимства:
-
електролитът не се възпламени при открит пламък;
-
батерията функционира нормално при -60 °C, без да замръзва;
-
демонстрира по-висока безопасност в сравнение с традиционните литиево-йонни батерии.
Потенциал и бъдещо приложение
Въпреки обещаващите резултати, технологията е все още в етап на proof of concept и не е готова за масово производство. За да се превърне в реален продукт, ще са необходими мащабни тестове за дълготрайност, безопасност и производителност в реални условия.
Ако новата батерия успее да бъде мащабирана, тя може да промени из основи пазара на електромобили:
-
по-леки и издръжливи батерии;
-
значително увеличен пробег с едно зареждане;
-
намалено време за зареждане;
-
по-достъпни и ефективни решения за съхранение на енергия от възобновяеми източници;
-
по-безопасни батерии с голям капацитет за смартфони, лаптопи и други потребителски устройства.
Заключение
Откритието на китайските изследователи може да се окаже решаваща стъпка към ново поколение батерии с двойно по-висока енергийна плътност. Това би имало огромно значение не само за електрическите автомобили, но и за цялата индустрия за съхранение на енергия и потребителска електроника.
DOI: 10.1038/s41586-025-09382-4
Източник: TechXplore













