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