Исследователи из Университета Нанькай (Китай) разработали новый тип литий-металлической батареи стандартного формата 18650. Основой стала разработка особого полимерного гель-электролита — вещества, проводящего ток внутри батареи. Он одновременно повышает плотность запасаемой энергии, срок службы и, что критически важно, безопасность аккумулятора, исключая риск возгорания.
Современные литий-ионные аккумуляторы часто используют жидкие электролиты, которые могут быть нестабильны при работе с перспективными анодами из чистого лития. Это приводит к росту дендритов — игольчатых металлических образований на поверхности лития, способных вызвать короткое замыкание, перегрев и даже пожар.
Новый гель-электролит, созданный командой профессора Чэнь Юншэна, формируется непосредственно внутри уже собранной ячейки батареи. Его уникальная структура эффективно подавляет рост опасных дендритов и обеспечивает стабильность работы при высоком напряжении (до 4,7 В и выше).
В ходе испытаний батареи с новым электролитом продемонстрировали впечатляющие результаты: плотность энергии (количество энергии на единицу веса) достигла 250–283 Вт·ч/кг. Срок службы оказался весьма значительным: аккумулятор выдержал более 1000 полных циклов зарядки и разрядки при работе на напряжении 4,5 В и до 2000 таких циклов при 4,3 В. Это одни из лучших показателей для литий-металлических батарей с полимерным электролитом.
Особое внимание уделено безопасности: аккумулятор не воспламенился и не протёк даже при протыкании гвоздём — жёстком тесте, имитирующем повреждение. Это выгодно отличает разработку от аналогов с жидкими электролитами. Батарея также сохраняла работоспособность при отрицательной температуре (до –15 °C). Учёные отмечают, что технология потенциально масштабируема для промышленного производства.