В рамках глобальной гонки за следующей генерацией аккумуляторов для электромобилей китайские учёные достигли серьёзного прорыва. Приборы и материалы, которые все ещё препятствуют коммерческому использованию твёрдотельных батарей — в частности, их склонность к растрескиванию и ухудшению при низких температурах — получили элегантное решение.
Исследовательская группа из Tsinghua University (Шеньчжэнь) совместно с Tianjin University и Институтом металлов Китайской академии наук разработала «гибкую броню» — слой-интерфейс, состоящий из серебросодержащих соединений Ag₂S и AgF, который наносится на твёрдый электролит аккумулятора.
Основная проблема твёрдотельных батарей — несовместимость твёрдого электролита и металлического лития: электролит слишком твёрдый, металл слишком мягкий, а при эксплуатации возникают микротрещины, что ведёт к снижению ёмкости и надёжности.
Новая «гибкая броня» позволяет электролиту слегка деформироваться без нарушения структуры, обеспечивая стабильную проводимость и снижение внутренних напряжений. Во время испытаний батареи с этой технологией выдерживали более 4 500 часов работы под нагрузкой и более 7 000 часов при температуре -30 °C, что является выдающимся результатом.
Кроме того, структура была вдохновлена природными механизмами: сочетание мягких и жёстких слоёв работает по аналогии с костями или раковинами моллюсков — прочность + гибкость.
Результаты этих исследований означают, что твёрдотельные аккумуляторы могут стать практичными не только в лабораториях, но и в суровых условиях эксплуатации — например, в электромобилях, работающих зимой или в северных широтах. Это важный шаг в направлении повышения плотности энергии и долговечности аккумуляторных систем.
Однако учёные отмечают, что до массового производства ещё остаётся путь: требуется снижение стоимости, масштабирование технологий и интеграция с существующими производственными линиями аккумуляторов.
Разработка китайских исследователей — гибкий защитный слой для твёрдотельных аккумуляторов — представляет собой значительный прорыв в области хранения энергии. Если она будет адаптирована для серийных электромобилей, это может означать начало новой эры: аккумуляторов с высокой плотностью, долгим сроком службы и стабильной работой при экстремальных температурах
[/xfgiven_extended_info]
