Учёные из Института физики Китайской академии наук в Пекине сообщили о создании литиевого аккумулятора типа «мешочек» с рекордной плотностью энергии — свыше 700 Вт·ч/кг. Также поставлен рекорд в объёмной плотности энергии, который составляет 1653,65 Вт·ч/л. Оба показателя вдвое превышают возможности современных коммерческих литиевых батарей, но быстрого появления в продаже новинок учёные не обещают — количество рабочих циклов у них низкое.
Прогресс в разработке литиевых аккумуляторов (новый рекорд обозначен звёздочкой). Источник изображения: B Wang
Нелишне вспомнить, что несколько дней назад китайская компания CATL сообщила о разработке литиевого аккумулятора с плотностью энергии 500 Вт·ч/кг. Очевидно, что это перспективный продукт, который появится на рынке не сегодня и не завтра. Аккумуляторы с ещё большей плотностью — это следующая и ещё более отдалённая ступенька, но она обозначена и достижима. Подобные ёмкости дадут преимущество не только электромобилям, но также подтолкнут вперёд электрическую авиацию, где прогресс продолжает топтаться на месте.
Проблема современных технологий производства литиевых аккумуляторов в том, что они дошли до своего технологического предела. Катоды на основе LiFePO4, LiCoO2 или LiNixMnyCozO2 (так называемого интеркаляционного типа), а также аноды на основе графита по плотности энергии приблизились к своему верхнему пределу.
В новой работе китайские физики рассказали об изготовлении практичных литиевых аккумуляторов типа «мешочек» на базе сверхтонкого катода Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2 и анода из металлического лития. За счёт богатых литием оксидов на основе марганца обеспечивается высокое напряжение заряда-разряда и повышенная ёмкость аккумулятора. В экспериментах была достигнута ёмкость 711,3 Вт·ч/кг, что является сегодня абсолютным рекордом в этой области.
В то же время исследователи не удовлетворены количеством рабочих циклов новой батареи — оно было ощутимо ниже коммерческих образцов. Над улучшением этого и других параметров батареи ещё предстоит много работы, признаются учёные. Во главу угла, что правильно, они ставят безопасность работы новых батарей, а потом уже всё остальное, в том числе повышенную ёмкость.