Твердотільні батареї стануть дешевшими і швидше заряджатимуться: коли з'являться на ринку

Компанія SK On і Університет Данкук (Південна Корея) розробили полімерний електроліт для твердотільних літій-металевих батарей, який забезпечує високу швидкість заряджання і пожежну безпеку акумуляторів, пише ЕЕnews Europе.

SK On і команда вчених створили два типи повністю твердотільних акумуляторів: полімерно-оксидні композити і батареї на основі сульфідів. Мета полягає в тому, щоб виробити пілотні прототипи у 2025 і 2026 роках відповідно, а комерційні прототипи — у 2028 і 2029 роках. Повідомляється, що завод з виробництва сульфідних акумуляторів буде запущено наприкінці 2025 року.

Полімерні електроліти мають низьку вартість і прості у виробництві. Однак вони мають нижчу іонну провідність порівняно з електролітами на основі оксидів і сульфідів. З цієї причини вони працюють тільки за високих температур — 70-80°C. Подолання цього обмеження є одним із ключових завдань у цій галузі.

Полімерний електроліт з одноіонною провідністю (single-ion conducting polymer electrolyte, SIPE) вирішив цю проблему. SIPE збільшив іонну провідність при кімнатній температурі приблизно в 10 разів, а показник перенесення літій-іона з 0,2 до 0,92, що майже в 5 разів більше. Експериментальні результати показали, що батареї з SIPE зберігають 77% своєї розрядної ємності під час надшвидкого заряджання та розряджання.

Стабільність проміжної фази твердого електроліту (solid electrolyte interphase, SEI) було покращено для придушення утворення дендритів, що можуть спричинити короткі замикання та загоряння. Тепер літій-металеві батареї можуть отримати значно більшу щільність енергії за рахунок використання металевого літію замість графіту як катода.

SIPE також має високу механічну міцність, що уможливлює масове виробництво, а також чудову термічну стабільність, витримуючи температури вище 250°C. Очікується, що його застосування в гібридних твердотільних батареях наступного покоління поліпшить швидкість заряджання і характеристики за низьких температур.

Раніше ми писали про незвичайний акумулятор, який нагрівається до 1800 градусів. Енергосховище з вогнетривкої цегли витримує температуру в 1801 градус Цельсія, що перевищує температуру плавлення сталі — 1371 градус.