Прощай, Li2S: Китай нашел формулу идеальной твердотельной батареи

Группа исследователей из Университета науки и технологий Китая (USTC) разработала новую модель твердотельного аккумулятора, которая обещает стать значительно более доступной по сравнению с существующими технологиями.

Главный прорыв — новый твердый электролит. Ученые создали материал, который не требует использования дорогостоящего сульфида лития (Li2S). Таким образом удалось снизить стоимость производства и сделать технологию доступнее для массового применения.

Новый материал назвали LPSO . Его синтезировали из двух недорогих соединений, благодаря чему стоимость сырья снизилась до 14,42 долларов за килограмм. Это менее 8% от стоимости материалов для других твердых сульфидных электролитов.

Сульфидные электролиты обладают высокой ионной проводимостью и стабильностью, что делает их идеальным вариантом для улучшения безопасности и эффективности батарей. Они способствуют повышению плотности энергии и увеличению срока службы аккумуляторов.

Для широкого распространения технологии твердотельных аккумуляторов цена сульфидных твердых электролитов не должна превышать 50 долларов за килограмм. Однако сейчас эта сумма равна 195 долларам, что слишком дорого для массового производства.

LPSO сохраняет ключевые преимущества лучших сульфидных электролитов, включая совместимость с анодами. Он хорошо сочетается с анодами высокой энергетической плотности, например с литий-металлическими и кремниевыми.

Аккумулятор, созданный с использованием LPSO и литий-металлического анода, продемонстрировал впечатляющие результаты: более 4200 часов стабильной работы при комнатной температуре. Это свидетельствует о высокой надежности и долговечности новой технологии.

Ма Чэн, ведущий исследователь проекта из USTC, подчеркнул, что разработка LPSO стала результатом длительных усилий научного сообщества. «Исследователи по всему миру стремились снизить стоимость твердотельных аккумуляторов различными методами, но долгосрочные исследования показали, что достичь этой цели довольно сложно», — отметил он в интервью Science and Technology Daily.

Твердотельные аккумуляторы принципиально отличаются от традиционных литий-ионных батарей. Вместо жидких или гелевых полимерных электролитов они используют твердые для ионной проводимости между электродами.

Разработка китайских ученых приближает страну к лидерству в создании технологий будущего для перезаряжаемых аккумуляторов. Новая технология может существенно повлиять на развитие электромобильной промышленности и систем хранения энергии.