Поделиться
Россияне создали собственный литий-ионный аккумулятор версии 2.0 с повышенной емкостью и сниженной взрывоопасностью
Специалисты СПбПУ разработали улучшенную версию литий-ионного аккумулятора. В нем используется металлический литий, что позволило повысить его емкость и сделать его более безопасным.
Литий 2.0
Ученые из российского СПбПУ придумали способ, как сделать литий-ионные аккумуляторы более емкими и безопасными, пишет РИА «Новости». С учетом того, что такие АКБ применяются в большинстве современных портативных устройств, от фонариков и смартфонов до самокатов и электромобилей, разработка, в теории, может найти очень широкое применение.
По информации новостного агентства, разработка российских ученых позволила на 20% увеличить удельную энергию аккумуляторов. Разработчики сообщили изданию, что приблизились «к разработке полностью твердотельного аккумулятора». Ученые подчеркнули, что использовали так называемый «металлический литий».
Твердый, а не жидкий
Заведующий научно-исследовательской лабораторией «Покрытия, материалы и технологии для литиевых источников тока» Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Максим Максимов сообщил РИА «Новости», что применение металлического лития дает возможность нарастить энергоемкость аккумулятора и привел сравнительные показатели. По его словам, нынешние литий-ионные батареи, изготавливаемые на заводах, имеют удельную энергию в пределах 250-280 Втч/кг. «Причем увеличение прироста удельной энергии с каждым годом уменьшается», – добавил он.
Максимов подчеркнул, что использование металлического лития привело к тому, что ученым удалось повысить удельную энергию литиевого аккумулятора до 300-350 Втч/кг и даже выше. «Для пользователя это означает увеличение времени работы устройства без подзарядки на 20 процентов», – сказал он агентству.
Почти безопасный
Максим Максимов упомянул про самый главный недостаток всех современных литий-ионных аккумуляторов с точки зрения пользовательского опыта – их чрезвычайную опасность. CNews многократно писал про взорвавшиеся аккумуляторы смартфонов и планшетов, которые приводили к потере жилья, машины или, того хуже, к увечьям и даже смерти.
Максисов сообщил РИА «Новости», что обычные литий-ионные элементы питания действительно подвержены повышенному риску возгорания, которое, как правило, становится следствием короткого замыкания. По его словам, все дело в используемых в таких АКБ жидкого электролита и органических растворителей.
«Что делают с аккумуляторами, когда они горят? Просто отходят в сторонку и ждут, когда они догорят – тушить их бесполезно», – сказал Максимов.
Разработанная в СПбПУ технология подразумевает совершенно иную компоновку аккумуляторов. Она предполагает, в первую очередь, отказ от жидкого электролита в пользу твердотельного, а также использование специальных покрытий, что в совокупности повышает безопасность аккумуляторов.
Супертехнология
Как пишет РИА «Новости», ученые называют свою разработку «супертехнологией». Она подразумевает «молекулярное» наслаивание, при котором на плоские подложки твердого электролита наслаиваются специальные тонкие пленки.
«Фактически мы разработали технологию по изготовлению твердого электролита с рядом улучшений, – заявил агентству Максим Максимов. – Такая технология обеспечивает стабильный контакт твердого электролита по отношению к металлическому литию и позволяет избежать деградации интерфейса».
Немного не вовремя
Аккумуляторы на основе лития массово используются в портативных устройствах приблизительно 20 лет. Однако в последние годы появилось множество их альтернатив, в которых нет ни грамма лития, и которые не взрываются.
Технологии для этого используются разные. Например, группа шведских ученых весной 2024 г. создала специальный полимер, который внедрила в АКБ на основе цинка и получила долгоиграющую и, главное, абсолютно безопасную альтернативу литиевым АКБ.
В тот же период времени в Корее разработали натрий-ионный аккумулятор со сверхбыстрым восполнением заряда. Его ключевое отличие от литиевых батарей в том, что такие АКБ можно заряжать до 100% всего за пару минут, а часто и быстрее. И он тоже не взрывается.
В начале 2025 г. был представлен аккумулятор на основе алюминия, тоже без лития и тоже не взрывающийся. Его емкость останется на уровне 99% от первоначальной в течение нескольких десятилетий.
Но все это пока прототипы, и до коммерциализации этих разработок еще остается некоторое время. Однако существует технология, которая уже активно вытесняет литий-ионные аккумуляторы из мобильных устройств.
Речь про кремний-углеродные аккумуляторы, которые во всем лучше литиевых. Они не взрываются и не горят, у них больше емкость, они медленнее деградируют, чем литиевые. Как сообщал CNews, такие АКБ все чаще можно встретить в смартфонах, и к концу 2025 г. мобильники, работающие на таких батареях, станут массовым явлением.
Короткая ссылка
