Ученые из России повысили энергоемкость мощнейших литий-фторуглеродных батарей. Эти изделия предназначены для приборов, функционирующих автономно многие годы вне зависимости от условий эксплуатации. Примеры таких применений включают кардиостимуляторы, нейростимуляторы, беспилотные летательные аппараты, межпланетные зонды, спутники, навигационные системы и удаленные автономные сенсоры, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Среди одноразовых химических источников питания, которые невозможно перезарядить, литий-фторуглеродные батареи занимают лидирующую позицию по большинству характеристик. Один элемент способен накопить значительно больше энергии, чем любые другие типы одноразовых батареек, включая литий-тионилхлоридные аналоги, превосходя также многоразовые литий-ионные аккумуляторы по удельному запасу энергии.
Из-за низкого уровня износа материала литий-фторуглеродные элементы отличаются исключительной долговечностью. Пролежав без действия десятилетиями, они сохраняют почти полный заряд. Кроме того, они стабильно работают в экстремальных температурах и вакууме, обеспечивая надежность и независимость от частых замен. Есть проблема: снижение эффективности батареи в результате образования плотного слоя побочных веществ на катоде, препятствующего свободному перемещению ионов лития и ускорявшего разряд элемента. Для ее решения специалисты института электродвижения МФТИ предложили особый состав электролита, включающего сульфоксидную добавку. Эта молекула вступает в реакцию именно на поверхности катода, формируя защитный слой, предотвращающий износ катодного материала и одновременно пропускающий ионы лития.
«Представьте, что катодный материал как стекло смартфона — прочный, проводящий, но дополнительная защита от повреждений сделает его только лучше. Наша добавка в электролит, как защитная наклейка на стекло смартфона — предотвращает деградацию, но позволяет сохранять свои функции. В итоге КПД батареи повышается», — комментирует Софья Морозова, ведущий научный сотрудник-заведующий лаборатории технологий ионообменных мембран МФТИ.
Тестирование показало увеличение емкости модифицированной батареи до 875 мА·ч/г, что примерно на 3,4% превышает показатели стандартной версии (846 мА·ч/г). По словам эксперта, дополнительные проценты подтверждают умение ученых точно контролировать процессы на границе электрод-электролит, постепенно приближаясь к теоретическим границам возможностей батарей.
Сейчас отечественные специалисты завершили создание опытных образцов и подтвердили эффективность технологии в лабораторных условиях. Далее планируется адаптировать разработку к различным температурным режимам (от −60 °C до +60 °C), повысить производительность и внедрить ее в реальные приборы, начиная с беспилотников.
Тем временем на CES 2026 показали поющий леденец.