Китайские ученые создали литиевую ячейку с рекордной удельной емкостью

В Китае создали литиевую ячейку с рекордной удельной емкостью в 711,3 ватт-часа на килограмм. Лабораторный образец получен командой аспирантов Института физики при Китайской академии наук, и в теории такие батареи можно будет использовать для eVTOLов и электрических самолетов. Добиться высоких характеристик помогла принципиально иная внутренняя структура с тонкими внешними стенками, а также перспективные материалы анода и катода.

Так, для сверхтонкого анода китайские ученые выбрали не графит, а металлический литий, который может накапливать в 10 раз больше энергии. Катод изготовили на основе обогащенного литием оксида марганца. Создать такую ячейку за пределами лаборатории пока не представляется возможным. Процессы её производства в большей степени экспериментальные: тут и изготовление утолщенных электродов, и подача обедненного электролита.

При этом высокой удельной емкости аспиранты добивались без оглядки на остальные характеристики. Неясно, как поведет себя ячейка при низких температурах и сможет ли выдержать хотя бы тысячу циклов перезарядки.

Например, литий-металлический аккумулятор, разработанный в Институте Гельмгольца в Ульме, сохраняет после этого 88 процентов емкости. Однако его удельная емкость заметно ниже — 560 ватт-часов на килограмм.

Впрочем, это всё равно намного больше, чем могут дать обычные литий-ионные батареи, средний показатель которых — 285 ватт-часов на килограмм (у ячеек WeLion — 360 Вт•ч/кг). Лучшую удельную энергоемкость демонстрируют твердотельные аккумуляторы — 400–500 ватт-часов на килограмм. И только литий-серные и литий-диоксид углеродные ячейки способны похвастаться несколькими тысячами ватт-часов. Но до массового использования таких батарей ещё очень и очень далеко.