Китай разработва литиева батерия, два пъти по-мощна от тази на Tesla

Китайски учени са разработили революционна литиево-метална батерия, която съхранява два пъти повече енергия от най-модерната батерия за електрически превозни средства на Tesla, съобщава Independent.

Учени от Университета в Тиендзин са създали батерия с енергийна плътност над 600 ватчаса на килограм. Енергийната плътност – количеството енергия, съхранявано на единица маса – определя колко енергия може да се съхранява в устройството. Колкото по-голяма е енергийната плътност, толкова по-малка и по-лека може да бъде батерията.

Известно е, че литиево-металните батерии имат по-висока теоретична енергийна плътност от конвенционалните литиево-йонни батерии и се считат за обещаващо решение от следващо поколение.

Енергийната плътност, постигната при най-новата батерия, е два пъти по-голяма от тази на клетката на Tesla от 300 ватчаса на килограм и много повече от продукта на BYD - Blade, където плътността достига 150 ватчаса на килограм.

Констатациите, публикувани в списание Nature, представляват подобрение от 200-300 процента спрямо сегашните литиево-метални батерии по отношение на енергийната плътност и издръжливостта им.

Електролитите в литиевите батерии обикновено разчитат на солватни структури, при които йони или молекули се обграждат от молекули на разтворителя, образувайки т.нар. солватна обвивка, която може да създаде бариери за производителността.

Въпреки че тази подредба стабилизира литиевите йони, тя възпрепятства бързото и равномерно отлагане на литий по време на зареждане и употреба. Такива структури могат да ограничат дълготрайността, безопасността и енергийната плътност на батерията, което представлява значително предизвикателство.

„Практическите приложения на тези батерии са ограничени от настоящите електролитни дизайни, които по своята същност разчитат на доминиращи солватни структури“, казват изследователите в проучването.

За новата батерия учените преосмислят средата за разтваряне на литиеви йони, преодолявайки ограниченията на настоящите електролитни конструкции.

Те разработват нов „делокализиран електролит“ с по-малко подредена солватна микросреда, намалявайки бариерите пред йонния транспорт и позволявайки подобрена стабилност – два важни фактора за производителността и живота на батерията.

Новият дизайн на електролита предлага по-хетерогенна среда, която позволява по-флуидна динамика на литиево-йонните процеси.

Когато учените тестват този електролит в често използвани литиево-метални батерии с голям капацитет, той постига безпрецедентна енергийна плътност от 604,2 ватчаса на кг.

Тази енергийна плътност надминава целта на Пекин по плана „Произведено в Китай 2025“ за енергийна плътност при батериите за електрически превозни средства от 400 ватчаса на килограм.

Учените вече са внедрили новата технология за производство на високоенергийни литиево-метални батерии за дронове.