Новые твердотельные батареи сохраняют до 84,2% емкости после 350 циклов

Исследователи из Китайской академии наук представили новую разработку в области аккумуляторных технологий — инновационный органическо-неорганический композитный гелевый электролит. Его основная задача заключается в значительном продлении срока службы элементов питания, используемых в современных транспортных средствах. Новая архитектура материала позволяет успешно преодолеть типичные проблемы на границе раздела твердого электролита, сохраняя при этом важную механическую гибкость.

В основе структуры лежит использование оксихлорида лития, который инициирует химическую реконструкцию поливинилиденфторида. Благодаря такой модификации формируется непрерывная сеть путей с низким сопротивлением для передачи ионов лития. Полученный композит удачно объединяет высокую ионную проводимость, свойственную неорганическим соединениям, с эластичностью органических полимеров.

Лабораторные тесты подтвердили отличные характеристики нового электролита. Установлено, что его ионная проводимость достигает 2,73×10–4 С/см при числе переноса ионов лития 0,90. Электрохимическое окно материала превышает 4,78 В, а модуль Юнга составляет 892,53 МПа, что гарантирует надежную механическую защиту внутренних компонентов аккумуляторной ячейки.

Эксперименты показали высокую стабильность конструкции: при интеграции в симметричную ячейку она работала более 2500 часов при плотности тока 0,1 мА/см². В тестах с использованием полноценных ячеек с катодом на основе никеля, кобальта и алюминия батареи успешно выдержали 350 циклов зарядки, сохранив при этом 84,15% от первоначальной емкости. Эти показатели демонстрируют преимущество разработки над традиционными материалами, такими как оксиды лития, лантана, циркония и титана.