Пробив: Китайски учени са създали електролит, който може да намали цената на твърдотелните батерии с цели 90 %

Екип от изследователи от Китайския университет за наука и технологии (USTC) е разработил модел на твърдотелна батерия, който обещава да бъде значително по-достъпен.

Новият дизайн обещава да работи наравно с конкурентните варианти за батерийни технологии от следващо поколение на цена, по-малка от 10 % от оригиналната. Изобретяването на нов твърд електролит, който елиминира необходимостта от скъп литиев сулфид (Li2S) направи възможен този пробив.

Тази разработка приближава Китай до целта му да оглави надпреварата за въвеждане на това, което мнозина смятат за бъдещето на технологията на акумулаторните батерии. За разлика от традиционните батерии, които използват течни или гел-полимерни електролити за йонни проводници между електродите, твърдотелните батерии използват твърди електролити.

Всички твърдотелни батерии обещават да решат проблемите с капацитета и безопасността на традиционните литиево-йонни батерии, като сулфидните твърди електролити играят ключова роля в тяхното развитие.

В твърдотелните батерии се използват оксиди или сулфиди като катод, за да увеличат енергийната плътност. Поради по-добрите си характеристики сулфидите обикновено се считат за най-обещаващия вариант за бъдещото практическо използване на изцяло твърдотелни батерии, но високата им цена продължава да бъде пречка.

Цената на сулфидните твърди електролити обикновено надхвърля 195 долара на килограм, което е далеч над прага от 50 долара на килограм, необходим за широкото им разпространение. Според експертите това ценово предизвикателство се дължи на сложния процес на синтез на тези електролити, който в голяма степен зависи от скъпия Li2S.

За да се справят с високите разходи за сулфидни твърди електролити, Ченг и екипът му са разработили нов материал, наречен LPSO, който не изисква литиев сулфид.

Този нов електролит се синтезира от две евтини съединения, като по този начин цената на съставките се понижава до едва 14,42 долара на килограм, което е по-малко от 8 % от цената на суровините на стандартните сулфидни твърди електролити.

Забележително е, че LPSO запазва ключовите предимства на най-добре представящите се сулфидни електролити, включително съвместимост с аноди, която осигурява стабилност на работата. Той се съчетава добре с аноди с висока енергийна плътност, като литиев метал и силиций.

Батерия, направена от LPSO и литиев метал демонстрира повече от 4200 часа стабилен цикъл при стайна температура. Въпреки тези обещаващи резултати, изследователите очакват допълнителни подобрения в производителността и работят активно за постигането им.

Миналата година Toyota заяви, че е създала нова технология за твърдотелни батерии, която ще ѝ позволи да намали наполовина разходите, теглото и размера на батериите за електрически превозни средства.

Най-големият производител на автомобили в света твърди, че може да създаде батерии с пробег от 1200 километра и време за бързо зареждане от около 10 минути, използвайки новата си твърдотелна батерийна архитектура. Компанията обяви, че ще започне да произвежда автомобили с новата си технология за батерии през 2027 година.