Отечественные эксперты разработали безопасные твердотельные аккумуляторы с высокой удельной энергией. Мы расскажем, когда начнется серийное производство, какие характеристики у новых батарей и где их собираются использовать.
Исследователи из Института электродвижения МФТИ, занимающиеся проектом «Сапфир-Д», создали инновационную технологию для производства твердотельных аккумуляторов. Новые батареи не только не подвержены возгоранию, но и имеют значительно более высокую удельную энергию по сравнению с современными альтернативами. Серийное производство на мощностях завода «Металлион» намечено на 2028 год, как указано на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Как уточняют разработчики, новая технология решает ключевые проблемы современных литий-ионных аккумуляторов, которые достигли предела своей энергоемкости и остаются опасными из-за наличия жидкого электролита. Российские ученые заменили его на квазитвердый и полностью переработали конструкцию электродов.
В основе нововведения лежит полимер-керамическая мембрана, которая разделяет электроды, предотвращая короткие замыкания, но позволяя ионам лития проходить. Для повышения эффективности разработчики применили три основных решения. Они создали уникальный электролит с жидким пластификатором, что обеспечивает безопасность и высокую проводимость. Вместо хрупких поликристаллов был внедрен монокристаллический катод, что ускоряет процесс зарядки и увеличивает срок службы. Кроме того, покрытие анода наночастицами серебра формирует стабильный слой лития, что повышает плотность энергии и снижает стоимость за счет исключения толстой литиевой фольги.
Эксперименты на лабораторных образцах подтвердили указанные характеристики: удельная энергия новых батарей значительно выше, чем у лучших серийных аналогов, а риск возгорания практически отсутствует. Благодаря своей безопасности и эффективности, новые батареи могут использоваться не только в электромобилях, беспилотниках и робототехнике, но также и в стационарных системах накопления энергии. Они могут стать ключевым элементом инфраструктуры солнечных и ветряных электростанций.
Первый этап проекта, включающий создание и испытания образцов, уже завершен. В настоящее время команда переходит к разработке пилотного оборудования и масштабированию технологии для массового производства.
Фото: hi-tech.mail.ru