Технологии, ТОП

Революция в батареях: новая технология выдерживает 25 000 циклов зарядки

20.01.2025 2 мин. чтение

В последние годы развитие аккумуляторов привлекло внимание ученых и производителей по всему миру. Одной из наиболее перспективных технологий считается литий-серная батарея. Этот тип батарей обещает решить сразу несколько проблем: повысить плотность энергии, снизить стоимость и увеличить долговечность. И теперь ученые сделали значительный прорыв в этой области.

Сера — материал, который привлекает исследователей благодаря своей дешевизне и легкости. Она распространена в природе и имеет значительно меньший вес, чем другие материалы, используемые в электродах современных литий-ионных батарей. Однако у серы есть свои сложности. Например, она плохо проводит электричество и склонна образовывать побочные соединения, которые разрушают структуру батареи. Эти процессы быстро приводят к деградации аккумулятора, из-за чего его производительность стремительно падает.

Тем не менее, новая разработка китайских и немецких ученых продемонстрировала впечатляющие результаты. Они создали литий-серную батарею, которая сохраняет более 80% первоначальной емкости даже после 25 000 циклов зарядки и разрядки.

Главной инновацией стал твердый электролит, разработанный на основе стекла из бора, серы и лития. Однако изначальная версия материала оказалась недостаточно проводящей. Тогда исследователи добавили фосфор и йод. Йод сыграл ключевую роль: он значительно ускоряет обмен электронов, действуя как своеобразный "электронный посредник". Кроме того, благодаря низкой температуре плавления и кипения, йод может перемещаться внутри структуры электролита, улучшая его проводимость.

Батарея на основе нового электролита показала не только долговечность, но и способность к быстрой зарядке. Даже при экстремально высоких скоростях зарядки (50C, то есть полная зарядка за чуть больше минуты) устройство сохраняет половину своей емкости по сравнению с медленной зарядкой. Для сравнения, современные литий-ионные батареи достигают аналогичного уровня деградации уже после 1 000 циклов.

Хотя пока неясно, насколько новая технология сможет удовлетворить требования к весу и объему для применения в автомобилях и смартфонах, она уже выглядит привлекательной для стационарных систем хранения энергии. Такие батареи способны работать ежедневно на протяжении десятилетий без значительной потери емкости.

Эта разработка открывает новые горизонты для аккумуляторных технологий и может стать важным шагом в переходе к более устойчивым и эффективным источникам энергии.