В Китае ученые сделали важный шаг вперед в развитии полностью твердотельных литий-металлических аккумуляторов, устранив одну из главных технических проблем этих батарей. Благодаря новым решениям, батарейный блок весом 100 кг теперь теоретически способен обеспечить запас хода электромобиля свыше 1000 км — это вдвое больше, чем у предыдущих аналогов.
Главная сложность заключалась в несовместимости материалов: твердые сульфидные электролиты очень хрупкие, а литиевые аноды, напротив, мягкие. На стыке этих слоев возникали микроскопические зазоры, мешающие эффективному перемещению ионов и ухудшающие работу аккумулятора.
Китайские исследовательские коллективы предложили три оригинальных способа решения этой задачи. Первый — разработка Института физики Академии наук КНР: ученые внедрили ионы йода, которые во время работы батареи перемещаются к границе между электродом и электролитом, притягивают ионы лития и заполняют пустоты, обеспечивая плотный контакт материалов.
Второй подход предложили специалисты Института исследований металлов: они создали электролит на полимерной основе, который стал гибким и устойчивым к изгибам и скручиваниям. Такой материал выдерживает до 20 тысяч циклов деформации без разрушения, а специальные добавки увеличили подвижность ионов и емкость аккумулятора до 86%.
Третий метод — заслуга Университета Цинхуа. Здесь применили фторированные полиэфиры, которые формируют на электроде прочный защитный слой, предотвращающий пробой при высоком напряжении. Испытания показали, что такие аккумуляторы безопасны даже при проколах и нагреве до 120°C.
В целом, эти инновации приближают массовое внедрение твердотельных литиевых батарей, однако для коммерческого запуска еще предстоят дополнительные проверки и тесты.
