Сегодня 30 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → литий-серный

В Китае разработали присадку для литий-серных аккумуляторов — они стали вдвое энергоёмче литий-ионных

Китайские исследователи представили перспективную литий-серную батарею нового поколения, способную вдвое увеличить дальность полёта беспилотников по сравнению с современными литий-ионными аналогами. Это одно из важнейших направлений в разработке перспективных аккумуляторов, которое обещает сделать их лучше современных аналогов, а также безопаснее и дешевле. В этом учёным помогла открытая ими «секретная» присадка для электролита.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Разработка создана командой из Международной школы аспирантов Университета Цинхуа в Шэньчжэне (Tsinghua Shenzhen International Graduate School) и уже привлекла внимание благодаря рекордной удельной энергоёмкости в 549 Вт·ч/кг. Для сравнения, большинство коммерческих литий-ионных аккумуляторов для дронов сегодня обеспечивают менее 300 Вт·ч/кг, что серьёзно ограничивает продолжительность полёта и полезную нагрузку аппаратов. При внедрении новой технологии время нахождения дронов в воздухе может увеличиться на 60–90 %, что особенно важно для доставки грузов, мониторинга инфраструктуры и поисково-спасательных операций.

Ключевое новшество заключается в применении специальной молекулы-посредника — так называемого премедиатора (premediator), которая стабилизирует электрохимические реакции внутри батареи. Главная проблема литий-серных аккумуляторов много лет заключалась в том, что промежуточные соединения серы растворялись в электролите и хаотично перемещались между электродами, вызывая потери энергии, деградацию ёмкости и быстрое снижение ресурса. Китайским инженерам удалось направить эти реакции по более контролируемому пути, сократив паразитные процессы и повысив коэффициент использования активного материала. Это позволило существенно снизить внутреннее сопротивление элемента (на 75 % по сравнению с другими литий-серными батареями) и увеличить эффективность циклов заряда и разряда.

Ещё одним важным достижением стал ресурс батареи: она выдерживала около 800 полных циклов заряда и разряда с сохранением 82 % первоначальной ёмкости, что для литий-серной химии считается серьёзным прорывом. Исторически такие аккумуляторы страдали от быстрой деградации уже после нескольких сотен циклов из-за разрушения катода и роста литиевых дендритов на аноде. Для решения этой задачи исследователи оптимизировали структуру катодного материала и улучшили транспорт ионов лития через электролит. Судя по опубликованным данным, батарея сохраняет стабильную производительность даже при интенсивных нагрузках, характерных для авиационных систем, где токи разряда значительно выше, чем в бытовой электронике.

Практическое значение разработки выходит далеко за рамки дронов. Литий-серная технология считается одним из главных кандидатов на замену традиционных литий-ионных батарей в электрической авиации, космических аппаратах и перспективных электромобилях. Теоретическая энергоёмкость таких элементов достигает 2600 Вт·ч/кг, что в несколько раз выше современных литий-ионных батарей, а использование дешёвой и распространённой серы снижает потенциальную стоимость производства. Если китайской команде удастся масштабировать технологию до серийного уровня и подтвердить стабильность характеристик в крупных аккумуляторных сборках, это может стать важным шагом к созданию сверхлёгких энергетических систем для беспилотной авиации нового поколения. А если не смогут они, то прорыва могут добиться коллеги.

Крах Northvolt: американская Lyten прибрала к рукам крупнейший батарейный проект Европы

Предпосылки к банкротству крупнейшего в Европе производителя тяговых батарей Northvolt возникли ещё в позапрошлом году, но теперь в жизни амбициозного проекта появилась новая глава — европейские предприятия разорившейся компании купит американский производитель Lyten, специализирующийся на литий-серных аккумуляторах.

 Источник изображения: Northvolt

Источник изображения: Northvolt

Речь идёт о трёх предприятиях Northvolt, два из которых расположены в Швеции, а третье — в Германии. Кроме того, Lyten получит контроль над интеллектуальной собственностью Northvolt и обеспечит работой нескольких высокопоставленных руководителей этой компании. Сумма, за которую будет оформлена передача активов в собственность Lyten, не уточняется, но изначально они оценивались более чем в $5 млрд.

Northvolt в обозначенных регионах располагала мощностями по выпуску тяговых батарей на 16 ГВт‧ч в год, ещё примерно столько же планировалось ввести в строй. Теоретически, на этих площадках можно развернуть выпуск тяговых батарей совокупной ёмкостью 100 ГВт‧ч в год. Здесь же планируется создать самый продвинутый исследовательский центр в Европе. Руководство Lyten считает, что у подобного бизнеса в Европе есть неплохие перспективы, поскольку он позволяет добиться импортозамещения в сфере производства тяговых батарей и обеспечить резервными источниками питания центры обработки данных для систем ИИ.

В ноябре прошлого года Lyten приобрела предприятие Northvolt по производству батарей в Калифорнии. В начале июля было объявлено о намерениях Lyten купить предприятие Northvolt в Польше. Тогда же под контроль Lyten перешли все разработки Northvolt, связанные со стационарными системами хранения электроэнергии. Шведские предприятия бывшей Northvolt новые владельцы намерены ввести в строй как можно скорее. Польское предприятие также будет задействовано для обеспечения батареями клиентов более чем в 20 странах мира. Одновременно Lyten ведёт переговоры о приобретении предприятия Northvolt на территории Канады. Первая из компаний располагает доступом к американским запасам материалов для производства тяговых батарей, и это сырьё пригодится при организации выпуска аккумуляторов в Европе.

Литий-серные батареи производства Lyten уже применяются для питания беспилотников, включая военные их варианты. В планы компании также входит отправка своих батарей на МКС, а также заключение контракта с автопроизводителем Stellantis для использования таких источников питания в сегменте электромобилей. Завершить сделку по приобретению активов Northvolt в Швеции и Германии Lyten собирается до конца текущего года.

Учёные нашли способ обеспечения быстрой зарядки и долгого срока службы литий-серных аккумуляторов

Две независимые исследовательские группы сообщили о достижении в области разработки литий-серных аккумуляторов, которое поможет значительно ускорить зарядку и продлить срок их службы. Одна команда сосредоточилась на улучшении катодного материала, а другая разработала инновационный твёрдый электролит.

 Источник изображения: DGIST

Источник изображения: DGIST

Как пишет TechSpot, первая работа, проведённая под руководством профессора Чон Сун Ю (Jong-sung Yu) из Корейского института науки и технологий DGIST, сосредоточилась на создании азот-допированного пористого углеродного материала, который улучшает скорость зарядки аккумуляторов. Этот материал, полученный с использованием термического восстановления магнием, служит основой для удержания серы в катоде батареи. Итоговые испытания показали впечатляющий результат — батарея достигла ёмкости 705 мА·ч/г при полной зарядке всего за 12 минут.

 Источник изображения: DGIST

Источник изображения: DGIST

Уникальная углеродная структура, сформированная реакцией магния с азотом при высоких температурах, позволила увеличить содержание серы и улучшить контакт с электролитом. Это привело к 1,6-кратному увеличению ёмкости по сравнению с обычными батареями при быстрой зарядке. Кроме того, азотное допирование эффективно подавляло миграцию полисульфидов лития, что помогло сохранить 82 % первоначальной ёмкости даже после 1000 циклов зарядки-разрядки.

Второе исследование, выполненное китайскими и немецкими учёными, касалось разработки твёрдого электролита, который решает проблему медленной химической реакции между ионами лития и элементарной серой. Этот стекловидный материал состоит из бора, серы, лития, фосфора и йода. Ключевой особенностью здесь стало добавление йода, который, благодаря своей способности к быстрому обмену электронами, ускорил реакции в электроде.

Результаты второй группы оказались не менее интересными — аккумулятор, на зарядку которого потребовалось чуть более минуты, сохранил половину своей ёмкости, в то время как аккумулятор с более медленной зарядкой потерял эту ёмкость гораздо быстрее. При средней же скорости зарядки батарея сохранила более 80 % первоначальной ёмкости даже после 25 000 циклов, что по итогам значительно превосходит литийионные аналоги, которые теряют ёмкость уже после 1000 циклов.

В совокупности оба достижения приближают практическое применение литий-серных аккумуляторов и их коммерциализацию. В то время, как исследование китайских и немецких учёных направлено на преобразующий потенциал твёрдых электролитов в повышении долговечности аккумуляторов и скорости зарядки, работа команды DGIST показала перспективность передовых катодных материалов в сценариях быстрой зарядки.

В Китае создали прототип литий-серного аккумулятора с рекордной плотностью энергии — 700 Вт·ч/кг

Китайская компания General New Energy (GNE) представила прототип перспективного литий-серного аккумулятора с рекордной плотностью запасания энергии на уровне 700 Вт·ч/кг. Это более чем в три раза превышает возможности среднестатистических литийионных аккумуляторов. Также литий-серные аккумуляторы безопасны при эксплуатации и содержат меньше дефицитного сырья. Осталось дождаться серийного производства чудо-аккумуляторов, но о нём пока неизвестно.

 Источник изображений: General New Energy

Источник изображений: General New Energy

Компания General New Energy основана в 2022 году на базе международной группы учёных во главе с исследователем из Китая. Компания имеет собственные производственные мощности и намерена сама заниматься выпуском перспективных аккумуляторов. Заявленная рекордная плотность энергии прототипа литий-серного аккумулятора на уровне 700 Вт·ч/кг просто меркнет на фоне перспектив достижения ими плотности энергии 2600 Вт·ч/кг, что особенно важно для развития электрической авиации.

Литий-серные аккумуляторы разрабатывают много именитых компаний и стартапов. Это крепкие орешки для исследователей. Соединения серы имеют низкую проводимость и это снижает потенциал мощности литий-серных батарей. Также соединения серы и лития повышают вязкость электролитов, что снижает электропроводность и даже ведёт к усадке аккумуляторов, что грозит их физическим разрушением. Учёным пришлось много поработать, создавая компенсирующие недостатки серы присадки для электролитов и покрытия для катодов, в которых используется сера, тогда как аноды литий-серных аккумуляторов по-прежнему изготавливаются из металлического лития.

К счастью, прогресс есть. Литий-серные аккумуляторы появились в виде прототипов и исследуются автопроизводителями во многих странах. Как и любая новая технология — это пока дорого, но перспективы у нового типа аккумуляторов есть и они востребованы.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Cloud.ru разместит второй выпуск биржевых облигаций объёмом не менее 10 млрд рублей 6 ч.
Платформа NVIDIA Open Agent Safety Platform обеспечит безопасное использование ИИ-агентов — от тестирования до развёртывания 6 ч.
На OpenAI подали в суд за взлом Hugging Face и игнорирование рисков автономного ИИ 7 ч.
OpenAI представила GPT‑6.1 Sol — почти как флагманская GPT‑6 Astra в сложных задачах, но в пять раз дешевле 7 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой кампании Call of Duty: Modern Warfare 4, ремастера The Witcher 3: Wild Hunt, Gears of War: E-Day и других новых игр 9 ч.
OpenAI представила Dots — ИИ-агентов с собственными компьютерами, которые могут работать круглосуточно без пользователя 9 ч.
The Witcher 3: Wild Hunt спустя 11 лет установила новый рекорд популярности в Steam — всё благодаря ремастеру 11 ч.
Учёные нашли способ подделывать RSA-подписи без взлома закрытого ключа 11 ч.
«Требуем фильм или сериал по Ace Combat»: финал короткометражки Hour Zero по Ace Combat 8: Wings of Theve привёл фанатов в восторг 11 ч.
Firefox получил обновлённый дизайн — более округлый и плавный 12 ч.
Gigabyte выпустила Micro-ATX-плату B760M Aorus Ari WiFi6E в аниме-дизайне, с поддержкой графики PCIe 5.0 и DDR4 2 ч.
iFixit выявили первое реальное улучшение ремонтопригодности в наушниках Apple AirPods 5 3 ч.
Новая статья: Обзор материнской платы MSI Z890 GAMING PLUS WIFI6E: дешевле не значит хуже? 5 ч.
Оператор ЦОД Virtus привлёк рекордные £2,45 млрд на развитие ЦОД в Великобритании и материковой Европе 5 ч.
Дженсен Хуанг уверен в завтрашнем дне — NVIDIA увеличила сумму выкупа акций и планирует повысить дивиденды 6 ч.
Новая статья: Обзор UWQHD VA-монитора DIGMA Overdrive 34A712Q: для ценителей 7 ч.
Снова без изменений: утечка раскрыла дизайн Google Pixel 11a 7 ч.
SteelSeries представила беспроводные игровые мыши Sensei Pro и Rival Pro с широкополосным беспроводным подключением 8 ч.
Honor представила крошечный букридер с 3,68-дюймовым экраном E-Ink — он крепится магнитами на тыл смартфона 9 ч.
Китайский рой из 116 подводных дронов попал в Книгу рекордов Гиннесса 9 ч.