Жаңалықтар

Жақында қытайлық зерттеушілер дәстүрлі литий-ионды батареялардың энергия тығыздығы мен өнімділік кедергілерін еңсеріп, энергия тығыздығы 600 watt-hours/kg-тан асатын жұмсақ қаптамалы ұяшықтар мен сыйымдылығы 480 watt-hours/kg болатын модульдік батареяларды әзірледі. Бұл өнімділік көрсеткіштері қолданыстағы литий-ионды батареялардың энергия тығыздығы мен қызмет ету мерзімін тікелей 2-3 есе жақсартады.

Электр көлігі, төмен биіктік экономикасы, тұтынушылық электроника және гуманоидты роботтар сияқты жаңа салалардың қарқынды дамуымен жоғары энергиялы, ұзақ қызмет ететін қайта зарядталатын батареяларға сұраныс барған сайын өзекті болуда. Энергия тығыздығы батареяның негізгі көрсеткіші болып табылады, ал салмақ пен көлемді азайта отырып көбірек энергияны қалай сақтау керектігі бүкіл әлемдегі зерттеушілер еңсеруге ұмтылып жатқан техникалық сын-қатер болып отыр.

Литий металы батареялары дәстүрлі литий-ионды батареяларға қарағанда айтарлықтай жоғары теориялық энергия тығыздығына ие болғандықтан, қолданыстағы батареялардың өнімділік шектеулері мен қызмет ету мерзімі мәселесін шеше алатын келесі буын батарея технологиясы ретінде қарастырылады. Алайда қазіргі электролит құрылымдары батареяның энергия шығаруын арттыру және циклдік қызмет мерзімі талаптарын бір уақытта қанағаттандыруда қиналуда.

Көп жылдық инновациялық зерттеулер мен техникалық серпілістерден кейін Тяньцзинь университетінің зерттеу тобы және оның серіктестері жоғары энергиялы литий металл батареяларының электролиттері үшін "делокализацияланған" дизайн тұжырымдамасын алғаш рет ұсынды. Бұл тұжырымдама дәстүрлі электролит дизайнының басым сольватация құрылымына тәуелділігін бұзып, энергия тығыздығын да, жалпы өнімділікті де жақсартуға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері 13 тамызда халықаралық академиялық Nature журналында жарияланды.

Тяньцзинь университетінің Материалтану және инженерия мектебінің профессоры және топ жетекшісі Ху Вэньбин бұл жаңалық арқылы зерттеу тобы жоғары энергия тығыздықты "Battery600" батареясы үшін өнімділік мақсаттарына қол жеткізіп, жоғары энергия тығыздықты "Pack480" батарея блогын ауқымдауды сәтті жүзеге асырғанын, осылайша литий металл батареяларын болашақта қолдану үшін маңызды негіз қалағанын түсіндірді. Бұдан бөлек, бұл технология тамаша циклдік тұрақтылық пен қауіпсіздікті де көрсетеді.

Қазіргі уақытта Тяньцзинь университетінің Ұлттық энергия сақтау технологиясы өнеркәсіп-білім интеграциясы инновациялық платформасы және Бағалы металдардың функционалдық материалдары жөніндегі ұлттық негізгі зертханасы сияқты ұлттық платформаларға сүйене отырып, команда осы нәтижелерді технологиялық трансформациялау мен қолданбалы валидациялауды белсенді түрде ілгерілетуде. Олар жоғары энергиялы литий металл батареяларының пилоттық өндіріс желісін құрып үлгерді, олар менің елімдегі шағын толық электрлі ұшқышсыз ұшу аппараттарының үш моделінде сәтті қолданылып, қолданыстағы батареялармен салыстырғанда ұшу уақытын 2.8 есе арттырды.

Хабарланғандай, команда қазіргі уақытта жоғары энергиялы литий батареяларының бүкіл тізбегінің, атап айтқанда "материалдар-электролит-электрод-батарея" негізгі технологияларын меңгерген. Барлық шикізат пен негізгі технологиялар дербес бақыланады, ал команда жоғары бірізділікпен жаппай өндіру мүмкіндігіне ие. Оның осы жылдың екінші жартысында толық өндірістік пайдалануға берілуі күтілуде.