Китайські вчені створили ін’єкцію для збільшення терміну служби літій-іонних батарей

Китайські вчені з університету Фудань оголосили про створення унікальної технології, яка може значно збільшити термін служби літій-іонних батарей, використовуючи «ін’єкцію» спеціального розчину. Це відкриття було представлено у журналі Nature і вже викликало значний інтерес у науковій спільноті та індустрії.

Літій-іонні батареї є ключовим елементом сучасних технологій, таких як смартфони, ноутбуки та електромобілі. Проте їх тривалість експлуатації обмежена, оскільки з часом кількість активних літієвих іонів зменшується. Це призводить до значного падіння продуктивності, особливо в умовах холодного клімату.

Зазвичай літій-іонна батарея витримує близько 1,500 циклів зарядки, після чого вона вважається зношеною. Однак решта компонентів батареї часто залишаються у хорошому стані, що підштовхнуло дослідників до ідеї їхнього відновлення.

Головні дослідники, Гао Юе та Пен Хуйшен, змогли знайти спосіб відновити втрачені літієві іони, що дозволяє суттєво подовжити термін служби батареї. Вони розробили молекулу-носій літію, яка може бути введена у батарею через «ін’єкцію».

Ця молекула має відповідати низці вимог: розчинність в електроліті, здатність реагувати без пошкодження внутрішнього середовища батареї та сумісність із різними активними матеріалами. Після чотирьох років досліджень команда ідентифікувала оптимальну речовину — трифлуорометансульфонат літію.

Ця молекула виявилася не тільки ефективною, але й недорогою у виробництві, що робить її комерційно привабливою.

Згідно з тестами, проведеними на комерційно доступних батареях із літій-залізо-фосфатним катодом, ін’єкція дозволила зберегти 96% початкової продуктивності навіть після 12,000 циклів зарядки. Це еквівалентно 18 рокам роботи електромобіля при щоденному дворазовому заряджанні. Для порівняння, стандартні батареї втрачають до 30% продуктивності за три роки.

Окрім продовження терміну служби батарей, нова технологія відкриває перспективи створення «зелених» батарей, які не залежатимуть від традиційних літієвих матеріалів. Це сприятиме зниженню екологічного навантаження, пов'язаного із добуванням і утилізацією літію, а також скороченню кількості батарейних відходів.

«Ця технологія має величезний потенціал у сфері енергоощадження та зменшення шкоди довкіллю. Ми вже співпрацюємо з провідними міжнародними компаніями для комерціалізації розробки», — зазначили у Фуданьському університеті.

Зараз дослідницька команда працює над масштабуванням виробництва молекули-носія літію. Очікується, що нова технологія знайде застосування не лише в електромобілях, але й у стаціонарних системах зберігання енергії. Це може стати черговим проривом у галузі відновлюваної енергетики, що дозволить ефективніше використовувати сонячні та вітрові ресурси.

За словами Гао Юе, технологія також прокладає шлях до створення нових типів батарей, які будуть ще більш ефективними та екологічними.