Прорыв в производстве батарей: китайские ученые смогли снизить их стоимость на 90%

Хотя технология твердотельных батарей еще нуждается в улучшении стабильности и производительности, главным препятствием остается высокая стоимость их производства. Однако это может скоро измениться благодаря новому дизайну батареи, разработанному учеными из китайского Университета науки и технологий (USTC).

Новый дизайн твердотельной батареи может работать аналогично технологиям батарей следующего поколения, но при этом стоимость производства снижается и составляет всего 10% от первоначальной. Этот значительный прорыв делает твердотельные батареи гораздо более доступными.

Ключевым компонентом этой инновации является новый твердый электролит, который исключает необходимость использования дорогого сульфида лития (Li2S). Это позволяет значительно снизить затраты на производство и сделать эти батареи более доступными.

Согласно китайским СМИ, это развитие может вывести Китай на передний план в гонке за доминирование на рынке батарей. Твердотельные АКБ считаются многими будущим энергетических технологий, и Китай может занять лидирующую позицию в этой области.

Твердотельные батареи отличаются от традиционных тем, что используют твердые электролиты вместо жидких или гелевых, которые проводят ионы между электродами. Эти батареи обещают решить проблемы емкости и безопасности, которые есть у традиционных литий-ионных батарей. Сульфиды и оксиды могут использоваться в качестве катодов для увеличения плотности энергии, при этом сульфиды считаются наиболее перспективным вариантом.

Однако стоимость электролитов из сульфида значительно высока — более 195 долларов за килограмм. Для массового внедрения эта стоимость должна быть ниже 50 долларов за килограмм. Основная причина высокой стоимости — сложный процесс синтеза, зависящий от дорогого Li2S.

Команда под руководством Ма Чэна из USTC разработала новый материал под названием LPSO, который не требует сульфида лития. Этот электролит синтезируется из двух недорогих соединений, снижая стоимость материала до 14,42 долларов за килограмм, что составляет менее 8% от стоимости других твердых электролитов.

Несмотря на низкую стоимость, LPSO сохраняет ключевые преимущества лучших сульфидных электролитов, включая совместимость с анодами и стабильность производительности. Он также хорошо сочетается с анодами высокой плотности энергии, такими как литий и кремний. Батарея, изготовленная с использованием LPSO и металлического лития, продемонстрировала более 4 200 часов стабильных циклов при комнатной температуре.