Қытай ғалымдары литий батареяларының энергия тығыздығы мен қызмет ету мерзімін 2-3 есе арттырды.

Жуырда қытай зерттеушілері кәдімгі литий-ионды аккумуляторлардың энергия тығыздығы мен өнімділік шектеулерін еңсеріп, энергия тығыздығы 600 ватт-сағат/кг-нан асатын жұмсақ қаптамалы элементтерді және 480 ватт-сағат/кг сыйымдылығы бар модульдік батареяларды жасады. Бұл өнімділік көрсеткіштері қолданыстағы литий-ионды аккумуляторлардың энергия тығыздығы мен батарея қызмет ету мерзімін тікелей 2-3 есе арттырады.

Электр көлігі, төмен биіктіктегі экономика, тұтынушылық электроника және гуманоид роботтар сияқты жаңа салалардың қарқынды дамуына байланысты, жоғары энергиялы, ұзақ қызмет ететін қайта зарядталатын батареяларға сұраныс барған сайын өзекті бола түсуде. Энергия тығыздығы — аккумулятордың негізгі көрсеткіштерінің бірі, ал көбірек энергияны сақтай отырып, салмақ пен өлшемді азайту — әлемдегі зерттеушілер шешуге ұмтылып отырған техникалық қиындық.

Литий металды батареялар кәдімгі литий-ионды аккумуляторларға қарағанда теориялық энергия тығыздығы айтарлықтай жоғары болғандықтан, олар қолданыстағы батареялардың өнімділік шектеулері мен батарея қызмет ету мерзімін шешуге қабілетті келесі буын батарея технологиясы ретінде қарастырылады. Алайда қазіргі электролиттік жобалар батареяның энергия шығуын және циклдік қызмет ету мерзімін бір уақытта жақсарту талаптарын қанағаттандыруда қиналуда.

Жылдар бойғы инновациялық зерттеулер мен техникалық серпілістерден кейін, Тяньцзинь университетінің және оның серіктестерінің зерттеу тобы жоғары энергиялы литий металды батарея электролиттері үшін "делокализацияланған" жобалау тұжырымдамасын алғаш рет ұсынды. Бұл тұжырымдама дәстүрлі электролит жобалауының басым сольватациялық құрылымға тәуелділігін бұзып, энергия тығыздығы мен жалпы өнімділіктің қатар жақсаруына қол жеткізді. Зерттеу нәтижелері 13 тамызда халықаралық Nature ғылыми журналында жарияланды.

Тяньцзинь университетінің Материалтану және инженерия мектебінің профессоры және топ жетекшісі Ху Вэньбин бұл жаңашылдық арқылы зерттеу тобы жоғары энергия тығыздықты батареяға арналған "Battery600" өнімділік мақсаттарына қол жеткізіп, жоғары энергия тығыздықты батарея пакеті "Pack480" үшін ауқымдандыруды сәтті іске асырғанын, бұл литий металды батареялардың болашақта қолданылуы үшін маңызды негіз қалағанын түсіндірді. Сонымен қатар, бұл технология тамаша циклдік тұрақтылық пен қауіпсіздікті де көрсетеді.

Қазіргі уақытта Тяньцзинь университетінің Ұлттық энергия сақтау технологиясы өнеркәсіп-білім интеграциясы инновациялық платформасы және Қымбат металдардың функционалдық материалдары бойынша Ұлттық негізгі зертханасы сияқты ұлттық платформаларды пайдалана отырып, топ осы нәтижелерді техникалық түрлендіру мен қолданбалы тексеруді белсенді түрде ілгерілетуде. Олар жоғары энергиялы литий металды батареялар үшін сынақ өндіріс желісін әлдеқашан құрды, ал бұл батареялар еліміздегі шағын толық электрлі ұшқышсыз әуе көліктерінің үш моделінде сәтті қолданылып, қолданыстағы батареялармен салыстырғанда ұшу уақытын 2.8 есе арттырды.

Хабарланғандай, топ қазір жоғары энергиялы литий батареяларының бүкіл тізбегіндегі негізгі технологияларды, яғни "материалдар-электролит-электрод-батарея" кезеңдерін толық меңгерді. Барлық шикізат пен негізгі технологиялар дербес бақыланады, әрі топтың жоғары біркелкілікпен жаппай өндіру мүмкіндігі бар. Оны осы жылдың екінші жартысында толық өндірістік іске қосу күтілуде.