Исследователи Китайской академии наук заявили, что разработали высокоэнергетическую твердотельную литий-металлическую батарею, достигшую плотности энергии 451,5 Вт·ч/кг при сохранении стабильной цикличности в условиях сверхбыстрой зарядки (скорость 20C), что эквивалентно циклам зарядки и разрядки примерно за 3 минуты. Об этом сообщает источник IT-home.
Согласно Институту металлических исследований Китайской академии наук, исследование было опубликовано в журнале Journal of the American Chemical Society под названием «Polymer-modulated solvation chemistry via compatibilizing-solvent plasticization for stable high-energy lithium metal batteries».
Твердотельная батарея плотностью 451,5 Вт·ч/кг с зарядкой за 3 минуты
Исследование было сфокусировано на полимерных электролитах на основе поливинилиденфторида (PVDF) — материала, широко изучаемого для твердотельных батарей благодаря его окислительной стабильности и ионной проводимости.
Исследователи отметили, что обычные пластификаторы, используемые в электролитах PVDF, часто страдают от низкой электрохимической стабильности, что приводит к продолжающемуся разложению на интерфейсе электрода и ограничивает совместимость с литий-металлическими анодами и высоковольтными катодами.
Для решения этой проблемы команда разработала стратегию «совместимой сольватной пластификации». Процесс включает введение летучего совместимого растворителя, который временно улучшает совместимость между полимером и стабильными пластификаторами во время приготовления электролита. По мере испарения растворителя при формировании пленки пластификатор остается заблокированным внутри полимерной сети.
Исследователи заявили, что этот подход позволил сформировать стабильный, обогащенный фторидом лития интерфейсный слой, одновременно снижая побочные реакции на обоих электродах.
Результаты тестирования
Согласно публикации, батарея сохраняла стабильную цикличность в течение 700 циклов с сохранением 81,9% емкости при использовании с высоко никелевым катодом 4,7 В при скорости 20C, что эквивалентно циклам зарядки и разрядки примерно за три минуты.
Команда также продемонстрировала пауч-ячейку уровня ампер-час с использованием тонкого литий-металлического анода с отношением N/P 1,1. Пауч-ячейка достигла плотности энергии 451,5 Вт·ч/кг, что значительно превышает 200 Вт·ч/кг у текущих коммерческих элементов батарей LFP для электромобилей.
Пауч-ячейка также прошла тест на проникновение гвоздя, который исследователи описали как демонстрацию высокой внутренней безопасности.
Последний результат дополняет растущее число анонсов твердотельных батарей от китайских аккумуляторных компаний и исследовательских институтов.
Компания Ganfeng Lithium заявила, что ее твердотельная батарея плотностью 400 Вт·ч/кг превысила 1 100 циклов и завершила инженерную валидацию, в то время как продукт класса 500 Вт·ч/кг емкостью 10 А·ч вошел в мелкосерийное производство.
Ранее в мае китайский стартап Pure Lithium сообщил, что его твердотельная батарея продолжила работу после теста на разрез, в то время как производственная мощность достигла 500 МВт·ч в год.
Несколько китайских поставщиков батарей также нацелены на вехи коммерциализации в период между 2026 и 2027 годами. Компания CATL ранее раскрыла работы по опытному производству элементов твердотельных батарей плотностью 500 Вт·ч/кг, в то время как компании, включая Sunwoda и Farasis Energy, анонсировали цели разработки в диапазоне 400–500 Вт·ч/кг.
Твердотельная батарея: доминирование рынка LFP
Рынок батарей для электромобилей Китая остается в значительной степени доминируемым химией LFP, несмотря на ускоряющиеся исследования в области твердотельных батарей, согласно данным источника China EV DataTracker.
Компания CATL осталась крупнейшим поставщиком на рынке батарей LFP в Китае с установленной мощностью 19,53 ГВт·ч в последнем отчетном периоде, что представляет долю рынка 38,9%. Компания BYD заняла второе место с 10,49 ГВт·ч и долей 20,9%.
Компания Gotion High-tech зафиксировала установки 4,03 ГВт·ч и долю 8,0%, за ней следует компания CALB с 3,32 ГВт·ч и компания Eve Energy с 3,02 ГВт·ч. Компания Rept Battero Energy достигла 2,14 ГВт·ч, в то время как компания Zenergy зафиксировала 1,91 ГВт·ч и компания Energee — 1,83 ГВт·ч.
Компания Sunwoda сообщила об установках 1,47 ГВт·ч батарей LFP с долей рынка 2,9%, продолжая при этом разработку твердотельных батарей. Компания Yinpai Battery замкнула десятку крупнейших поставщиков с показателем 0,9 ГВт·ч.
Несколько поставщиков среднего размера показали сильный рост в годовом выражении. Компания Rept Battero Energy увеличила установки на 45,6% в годовом выражении, компания Zenergy выросла на 57,9%, а компания Yinpai Battery более чем удвоила показатели с ростом 109,3% в годовом выражении.
Стратегическое значение
Достижение плотности энергии 451,5 Вт·ч/кг с возможностью сверхбыстрой зарядки демонстрирует прогресс китайской науки в решении ключевых проблем твердотельных батарей.
Интеграция стратегии совместимой сольватной пластификации с формированием стабильного интерфейсного слоя создает основу для масштабирования технологии от лабораторных образцов к промышленному производству.
Доминирование химии LFP на текущем рынке подчеркивает важность постепенного перехода к новым технологиям, где безопасность, стоимость и производительность должны быть сбалансированы.
Для отрасли это означает ускорение гонки за коммерциализацию твердотельных батарей с плотностью 500 Вт·ч/кг, что может кардинально изменить параметры электромобилей следующего поколения.
Прорыв в области твердотельных батарей с плотностью 451,5 Вт·ч/кг и зарядкой за 3 минуты демонстрирует потенциал китайских исследований для трансформации аккумуляторной индустрии. Как вы оцениваете перспективы коммерциализации твердотельных технологий в период 2026–2027 годов?
Поделитесь мнением в комментариях или присоединяйтесь к дискуссии в нашем Telegram-канале — обсудим эту новость вместе!
Gotion запускает линию твердотельных аккумуляторов мощностью 2 ГВт·ч
