Поиск новых вариантов химического состава тяговых аккумуляторов в основном направлен на повышение плотности хранения заряда, но некоторые исследования сосредоточены на увеличении их ресурса. По крайней мере, японские учёные нашли добавку для графитовых анодов литийионных аккумуляторов, которая помогает сохранить остаточную ёмкость на уровне 95,6 % даже после 1000 циклов зарядки.

Обзор смартфона Google Pixel 11 Pro: когда надо выпустить хоть что-то

10 флагманских процессоров Intel за 10 лет

Компьютер месяца — сентябрь 2026 года

Компьютер месяца, спецвыпуск: выбираем мини-ПК для работы и развлечений в эпоху дефицита чипов памяти

В помощь студенту: обзор российских ИИ-сервисов для учёбы и закрепления знаний

Обзор смартфона Samsung Galaxy Z Flip8: исчезающий вид?

Источник изображения: Unsplash, Igor Omilaev

Деградация тяговых батарей в процессе эксплуатации является давно известной проблемой, хотя у современных электромобилей она и не так сильно выражена, чтобы серьёзно омрачать жизнь первого владельца. Специалистам японского исследовательского института JAIST удалось разработать добавку в химический состав графитового анода, которая при первых нескольких зарядных циклах позволяет формировать на его поверхности защитную плёнку, предотвращающую деградацию с прежней скоростью. Вещество носит обозначение пентафторфенил тиофен имина (FPTI).

Данный защитный слой позволяет ионам лития передвигаться между электролитом и анодом, не вступая в нежелательные химические реакции. Нестабильность данного слоя приводит к тому, что увеличивается потребление активного лития и растёт электрическое сопротивление, ускоряя процесс потери остаточной ёмкости аккумуляторной ячейки. В ходе эксперимента FPTI был добавлен в электролит литийионного аккумулятора в концентрации от 2 до 4 мг на миллилитр. Эта добавка привела к формированию более стабильного и при этом электропроводного покрытия на поверхности графитового анода.

Сложный молекулярный состав добавки по-разному влияет на изменение свойств тягового аккумулятора. Компоненты на основе серы и имина входят в состав защитного слоя, а фтор обогащает соединения лития на поверхности. В совокупности это позволяет сократить паразитные химические реакции и способствует более гладкому перемещению ионов и лития через интерфейс «электрод – электролит». Графитовые аккумуляторные ячейки с концентрацией 2 мг FPTI на миллилитр сохранили 89,4 % начальной ёмкости после 1000 циклов зарядки. Увеличение концентрации до 4 мг позволило поднять остаточный ресурс до 95,6 %. Контрольный же образец без добавления PFTI сохранил только 62,7 % начальной ёмкости после 1000 циклов зарядки, и уже после 350 циклов демонстрировал выраженную отрицательную динамику.

Непосредственное добавление PFTI в электролит, однако, привело к повышению сопротивления в катоде и ухудшило характеристики ячейки типа NMC. Исследователи выяснили, что добавка эффективно работает только на этапе подготовки графитового анода. Только после этого нужно приступать к сборке аккумуляторных ячеек с использованием стандартного по составу электролита.

Образец ячейки с концентрацией PFTI в размере 4 мг/мл продемонстрировал увеличение плотности хранения заряда с базовых 130 до 233 Вт·ч/кг. Снижение концентрации добавки до 2 мг/мл ограничило рост плотности хранения заряда до 192 Вт·ч/кг. Безусловно, для успешного внедрения этой добавки в состав серийно выпускаемых аккумуляторных ячеек потребуются масштабные испытания, но эксперимент сам по себе показывает, что у классических литийионных батарей есть хороший потенциал для дальнейшего улучшения эксплуатационных характеристик.

Две основные проблемы развития аккумуляторных технологий традиционно связаны с количеством отходов, которые остаются после завершения срока службы батарей, а также с объёмом критически важных минералов, необходимых для их производства. Похоже, что к решению одной из этих проблем приблизились учёные из Японии.

В помощь студенту: обзор российских ИИ-сервисов для учёбы и закрепления знаний

Компьютер месяца — сентябрь 2026 года

Обзор смартфона Samsung Galaxy Z Flip8: исчезающий вид?

Обзор смартфона Google Pixel 11 Pro: когда надо выпустить хоть что-то

Компьютер месяца, спецвыпуск: выбираем мини-ПК для работы и развлечений в эпоху дефицита чипов памяти

10 флагманских процессоров Intel за 10 лет

Источник изображений: ETH Zurich

По данным японского телеканала NHK World, металлургический завод в Цуруге, префектура Фукуи, позиционирующий себя в качестве крупного игрока в индустрии переработки аккумуляторных батарей, достиг близкого к рекордным показателям уровня извлечения лития из отработанных литий-ионных батарей.

Во время интервью для NHK World вице-президент и глава JX Metals Circular Solutions Tsuruga Тадаси Накагава (Tadashi Nakagawa) отметил, что, по его мнению, вопрос безопасной переработки литий-ионных аккумуляторов является критически важным. «Мы надеемся, что наша технология найдёт применение в этой сфере и это принесёт пользу всей Японии», — сообщил Накагава.

Он рассказал, что учёным удалось улучшить показатель извлечения лития с менее чем 50 % до примерно 90 % благодаря инновациям и доработке уже используемых технологических процессов. Таким образом, японский завод добился одного из лучших показателей по извлечению лития из батарей в мире, что позволит укрепить позиции страны в индустрии переработки аккумуляторов.

Переработка батарей стала важной отраслью по мере распространения по всему миру электромобилей и увеличения объёмов потребительской электроники, в которой используются литий-ионные аккумуляторы. По итогам прошлого года объём индустрии извлечения лития из отработанных батарей оценивался в $13 млрд, но уже к 2035 году ожидается рост показателя до $70 млрд.