Сегодня 23 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → литий-ионная

95,6 % ёмкости после 1000 циклов зарядки: учёные нашли добавку, которая резко замедляет деградацию литиевых аккумуляторов

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.

 Источник изображения: Unsplash, Igor Omilaev

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.

Учёные научились извлекать до 90 % лития из отработанных аккумуляторов

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.

 Источник изображений: ETH Zurich

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Google выпустила ИИ-модели для синтеза речи Gemini 3.8 Flash TTS, которые умеют клонировать голос 30 мин.
Новый геймплейный трейлер подтвердил дату выхода древнегреческой градостроительной стратегии Theos: Cities of Myth в духе Zeus: Master of Olympus 2 ч.
YouTube запустит новые ИИ-функции для блогеров — дубляж в реальном времени, анализ привлекательности видео и динамические миниатюры 2 ч.
YouTube представил «Пользовательские ленты» — теперь алгоритм рекомендаций можно настроить простыми словами 2 ч.
Control Resonant оказалась на торрентах за день до официального релиза 3 ч.
В Steam вышла демоверсия Dopros — нелинейного симулятора допроса в тоталитарной антиутопии 4 ч.
Titan Quest 2 не вырвется из раннего доступа Steam и Epic Games Store в 2026 году — новый трейлер и дата выхода версии 1.0 5 ч.
Microsoft удалит три мини-приложения, которые ещё недавно автоматически устанавливала в Windows 11 с Microsoft 365 6 ч.
Valorant получил крупный патч 13.06: новое оружие, временный режим, улучшенный интерфейс и точная оценка эффективности игроков 7 ч.
Graveyard Keeper 2 стартовала в Steam с «очень положительными» отзывами и уже обогнала первую часть по пиковому онлайну 7 ч.
Logitech представила G Pro X3 Superstrike — флагманскую игровую мышь с бесконтактными переключателями и 135 часами работы 3 ч.
В России стартовали продажи Xiaomi Redmi Note 17, 17 Pro и 17 Pro Max с ёмкими батареями и повышенной прочностью — от 21 990 рублей 3 ч.
Geely представила сверхбыструю ИИ-зарядку для электромобилей — с 10 до 70 % менее чем за пять минут 3 ч.
Брюссель наконец запустит систему оценки экоустойчивости дата-центров Евросоюза 3 ч.
Amazon пытается вернуть специалистов по ИИ и облакам, которых недавно уволила 4 ч.
Быстрая починка корабля Crew Dragon позволит отправить на МКС экипаж Crew-13 с россиянином уже 1 октября 4 ч.
Игровой ПК за $14 тыс., который расцветает от нагрева: внутри Cherry Bloom посадили сакуру с 70 титановыми цветками 4 ч.
Китайские производители памяти больше не хотят просто собирать SSD — Biwin вложит $672 млн в передовую упаковку чипов 5 ч.
Представлены флагманы Xiaomi 18 Pro и Pro Max с новейшими Snapdragon, двойными 200-Мп камерами и тыльными экранами 5 ч.
Китай сделал первый шаг к космическим ЦОД — ИИ-спутник Supercomputing-1 начал обрабатывать данные на орбите 5 ч.