Отечественные эксперты сделали значительный вклад в усовершенствование литий-фторуглеродных батарей, предназначенных для длительного автономного функционирования в критически важных устройствах.
Российские ученые улучшили энергоемкость сильнейших литий-фторуглеродных батарей. Эти устройства предназначены для автономной работы на протяжении многих лет независимо от условий эксплуатации. Примеры таких приложений включают кардиостимуляторы, нейростимуляторы, беспилотные летательные аппараты, межпланетные зонды, спутники, навигационные системы и удаленные автономные датчики, как указано на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Литий-фторуглеродные батареи занимают ведущие позиции среди одноразовых химических источников питания, которые не подлежат перезарядке, благодаря своим характеристикам. Один элемент может накапливать значительно больше энергии, чем любые другие типы одноразовых аккумуляторов, включая литий-тионилхлоридные, а также превосходит многоразовые литий-ионные аккумуляторы по удельному запасу энергии.
Благодаря низкому уровню износа материала литий-фторуглеродные элементы обладают высокой долговечностью. Они могут оставаться бездействующими в течение десятилетий, сохраняя почти полный заряд. Кроме того, они надежно функционируют при экстремальных температурах и в вакууме, что обеспечивает их долговечность и независимость от частых замен. Однако существует проблема: снижение эффективности батареи из-за образования плотного слоя побочных веществ на катоде, что мешает свободному перемещению ионов лития и ускоряет разряд элемента. Для решения этой задачи специалисты института электродвижения МФТИ предложили уникальный состав электролита с сульфоксидной добавкой. Эта молекула вступает в реакцию именно на поверхности катода, формируя защитный слой, который предотвращает износ катодного материала и одновременно позволяет проходить ионам лития.
«Представьте, что катодный материал подобен стеклу смартфона — прочный, проводящий, но дополнительная защита от повреждений сделает его только лучше. Наша добавка в электролит, как защитная пленка на стекло смартфона — предотвращает деградацию, но позволяет сохранять свои функции. В результате КПД батареи увеличивается», — объясняет Софья Морозова, ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией технологий ионообменных мембран МФТИ.
Испытания показали, что емкость модифицированной батареи увеличилась до 875 мА·ч/г, что примерно на 3,4% выше, чем у стандартной версии (846 мА·ч/г). По словам эксперта, дополнительные проценты подтверждают способность ученых точно контролировать процессы на границе электрод-электролит, постепенно приближаясь к теоретическим пределам возможностей батарей.
В настоящее время отечественные специалисты завершили разработку опытных образцов и подтвердили эффективность технологии в лабораторных условиях. В дальнейшем планируется адаптировать разработку к различным температурным режимам (от −60 °C до +60 °C), увеличить производительность и внедрить ее в реальные устройства, начиная с беспилотников.
Тем временем на CES 2026 был представлен поющий леденец.
Фото: hi-tech.mail.ru