Нова китайска батерия надминава два пъти Tesla 4680 по капацитет

В Китай създадоха литиева батерия с рекордна енергийна плътност — два пъти по-висока от тази на клетките Tesla 4680. Нещо повече, вече е създадена и пусната в експлоатация линия за експерименталното ѝ производство. Пробивът е осигурен от разработката на нов електролит, който според учените, ангажирани в проекта, „разрушава съвременните концепции“. При това новата батерия е високо надеждна и устойчива на възпламеняване, което я прави напълно безопасна.

Акумулаторните клетки Tesla 4680 могат да имат плътност на съхраняемата енергия до 300 Wh/kg (ватчаса на килограм). Популярните литиево-желязо-фосфатни елементи Blade 1.0 на компанията BYD демонстрират плътност на ниво 150 Wh/kg.

Създадените от учени от университета в Тиендзин батерийни клетки се характеризират с плътност на съхраняемата енергия на ниво 600 Wh/kg. По този начин по този параметър те превъзхождат продуктите на Tesla четири пъти — едно от най-популярните сред евтините батерии решения.

Не е трудно да си представим, че батериите на базата на новите клетки ще осигурят на електрическите превозни средства значително по-голям пробег. Ако те влязат в масово производство, това като цяло може да промени парадигмата на транспорта с електрическо задвижване. Между другото, новите батерии вече са предадени за тестване на електрически безпилотни летателни апарати на три неназовани компании в Китай, които са останали доволни от разработката.

Тайната е в електролита, обясняват учените в нова статия в списанието Nature. Свойствата на литиевата батерия зависят от химическата и електрическата активност на така наречената солватна структура. Това са групи молекули разтворител (вода или органични разтворители), които се групират около литиевите йони, осигурявайки стабилност и подвижност на йоните. Дизайнът на новата батерия, според разработчиците, „разрушава традиционната зависимост от доминиращата в електролитите солватна структура, осигурявайки двойно увеличение на енергийната плътност и общата производителност“.

За да планират химичните свойства на новия електролит, учените са използвали значителна изчислителна мощ и машинно обучение, за да определят най-обещаващите литиеви соли и разтворители. Както показаха експериментите, резултатът се оправда. Прототипът на батерията не само имаше най-високата енергийна плътност в индустрията, но и беше незапалим (благодарение на добавянето на фосфати) и не замръзваше до -60°C. Батерията е била буквално пробита с пирони, без да бъде предизвикана експлозия.

Експериментите показват, че новата батерия може да поддържа стабилна енергийна плътност след 90 цикъла на зареждане. На базата на тестовите клетки е сглобен акумулаторен пакет Pack480 с капацитет 3904 Wh. По време на тестовете батерийният пакет осигури рекордна мощност за своето тегло и остана стабилен след 25 цикъла, превъзхождайки повечето съществуващи батерии.