Сегодня 06 ноября 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 🔥
Electronic Arts выпустила 25 классических игр в Steam, GOG и EA App — Road Rash и Wing Commander вернулись в улучшенном виде 40 мин.
ИИ ускорил развитие моделей Anthropic почти вдвое —  самосовершенствование создаёт новые риски 2 ч.
Выйти в интернет с IP-адресом Белого дома оказалось платной услугой за несколько долларов 3 ч.
Nvidia отметила 20-летие легендарной GeForce 8800 GTX выпуском игры про распаковку GeForce 8800 GTX — с RTX 4070 в «минималках» 12 ч.
ИИ-агенты OpenAI выявили почти 1000 уязвимостей в ядре Linux 13 ч.
OpenAI представила GPT-6 Cyber — свою лучшую ИИ-модель для защиты от киберугроз 13 ч.
Всё-таки «Тарков» в космосе: Никита Буянов подтвердил связь Fragmentary Order и Escape from Tarkov 13 ч.
Приложение Xbox для ПК стало запускаться на 60 % быстрее, а сервис Xbox Cloud Gaming получил новый интерфейс 14 ч.
Герои, бандиты и красоты Вайс-Сити: Rockstar показала 39 новых скриншотов GTA VI 15 ч.
Геймплея нет, купи футболку: Bethesda выпустила фирменную одежду по The Elder Scrolls VI: Sentinel, чтобы фанаты могли «показать свой ажиотаж» 16 ч.
«Синяя волна» ударила по империи Маска: акции Tesla и SpaceX рухнули на 15 % 27 мин.
Китай сорвал сделку SoftBank на $5,4 млрд — Пекин не захотел отдавать японцам технологии роботов ABB 29 мин.
HONOR X9e Pro как пример смартфона, который будет с вами надолго 2 ч.
CPS PCCooler — семейство кулеров, СЖО, корпусов и БП для самых мощных рабочих станций 2 ч.
В Гонконге застряли 600 тыс. ускорителей Nvidia H200 — Китай не хочет пускать к себе чипы конкурентов 11 ч.
Aina представила массивный умный перстень с экраном, джойстиком и микрофоном для ИИ 11 ч.
Дефицит памяти раздул мировой рынок DRAM почти в пять раз — Samsung захватила 38 % 12 ч.
Sony сообщила, что разработка PlayStation 6 идёт по графику — а продажи PS5 достигли 97,9 млн консолей 12 ч.
Apple удвоит поставки MacBook Neo в 2027 году — бюджетный ноутбук оказался хитом 13 ч.
Blue Origin отложила запуск New Glenn на январь — ремонт стартовой площадки после взрыва затягивается 14 ч.