Твердооксидные аккумуляторы: пакет на 100 кг превысит 1,000 км пробега, китайские ученые преодолевают узкое место

окт 17, 2025

Китайские исследовательские команды добились значительных успехов в решении одной из основных технических проблем твердооксидных литий-металлических аккумуляторов, согласно отчету Центрального телевидения Китая (CCTV), государственного национального вещателя страны, от 16 октября. Разработка может позволить аккумуляторному пакету весом 100 кг предоставить пробег, превышающий 1,000 км, в то время как ранее пробег составлял примерно 500 км.

Обычные сульфидные твердые электроиты крайне жесткие и хрупкие, подобно керамике, в то время как литий-металлические аноды являются мягкими и гибкими. При их сочетании неравномерный интерфейс между этими двумя материалами мешает транспортировке ионов, снижая эффективность зарядки и разрядки.

Чтобы преодолеть эту проблему, несколько исследовательских групп по всему Китаю разработали различные подходы, направленные на улучшение твердотельного интерфейса между электродом и электроитом. В отчете CCTV были выделены три основных метода.

Первый метод был представлен Институтом физики Китайской академии наук, который ввел ион йода в качестве интерфейсного "посредника". Во время работы аккумулятора эти ионы движутся к интерфейсу между электродом и электроитом, где они помогают привлекать литиевые ионы и заполнять микроскопические зазоры. Этот само-регулирующий механизм позволяет установить более тесный контакт между материалами, что решает одну из ключевых задач практических твердооксидных аккумуляторов.

Второй метод, разработанный Институтом металлургических исследований при Китайской академии наук, сосредоточен на механической гибкости. Исследователи создали полимерную матрицу для электроита, улучшив его способность сопротивляться изгибанию и скручиванию, сохраняя при этом структурную целостность. Тесты показали, что модифицированный материал может выдерживать 20,000 циклов изгиба и скручивания без повреждений. Дополнительные химические компоненты в структуре также повысили мобильность литиевых ионов и увеличили энергетическую емкость материала до 86%.

Третий подход, представленный Университетом Цинхуа, включает использование фторированных полиэфирных материалов для укрепления электроита. Сильная устойчивость фторa к высокому напряжению помогает сформировать стабильный фторидный слой на поверхности электрода, предотвращая электрический разряд под нагрузкой. Модифицированные ячейки, согласно отчетам, успешно прошли тесты на прокол и термические испытания при 120°C без взрывов, что демонстрирует улучшенную безопасность и стабильность при высоких уровнях заряда.

Эти достижения предполагают, что твердооксидные литий-металлические аккумуляторы в Китае приближаются к этапу, на котором могут быть значительно улучшены как энергетическая плотность, так и безопасность. Однако потребуется дальнейшее тестирование и промышленная проверка, прежде чем появятся коммерческие приложения.