Твърдотелната батерия на Китайската академия на науките постига 700 цикъла при бързо зареждане. Изображението е обработено от CNC.
Изследователи от Китайската академия на науките заявиха, че са разработили високоенергийна твърдотелна литиево-метална батерия, която постига енергийна плътност от 451,5 Wh/kg, като същевременно поддържа стабилен цикъл при условия на ултра-бързо зареждане, съобщава IT-home.
Според Института за метални изследвания към Китайската академия на науките, изследването е публикувано в списанието Journal of the American Chemical Society под заглавието „Полимерно-модулирана солтационна химия чрез пластифициране с съвместим разтворител за стабилни високоенергийни литиево-метални батерии“.
Преодоляване на ограниченията на полимерните електролити
Изследването се фокусира върху полимерни електролити на базата на поливинилиденфлуорид (PVDF) – материал, широко проучван за твърдотелни батерии поради своята окислителна стабилност и йонна проводимост.
Изследователите заявиха, че конвенционалните пластификатори, използвани в PVDF електролитите, често страдат от лоша електрохимична стабилност, което води до продължително разлагане на границата на електрода и ограничава съвместимостта с литиево-метални аноди и високоволтови катоди.
За да разреши този проблем, екипът разработи стратегия за „пластифициране с съвместим разтворител“. Процесът въвежда летлив съвместим разтворител, който временно подобрява съвместимостта между полимера и стабилните пластификатори по време на подготовката на електролита. Докато разтворителят се изпарява по време на образуването на филма, пластификаторът остава заключен вътре в полимерната мрежа.
Изследователите заявиха, че този подход е позволил образуването на стабилен интерфейсен слой, богат на литиев флуорид, като същевременно е намалил страничните реакции и на двата електрода.
700 цикъла при скорост на зареждане 20C
Според статията батерията поддържа стабилен цикъл за 700 цикъла със запазване на капацитета от 81,9%, когато е съчетана с 4,7 V катод с високо съдържание на никел при скорост 20C, което е равносилно на цикли на зареждане и разреждане от около три минути.
Екипът демонстрира и пауч-клетка на ниво ампер-час, използвайки тънък литиево-метален анод със съотношение N/P от 1,1. Пауч-клетката постигна енергийна плътност от 451,5 Wh/kg, значително над 200 Wh/kg на настоящите търговски литиево-железо-фосфатни (LFP) батерийни клетки за електромобили.
Батерията тип „пауч“ също така премина тест за пробиване с пирон, което изследователите описаха като доказателство за висока вътрешна безопасност.
Промишлеността се стреми към 500 Wh/kg
Последният резултат се добавя към нарастващия брой съобщения за твърдотелни батерии от китайски компании за батерии и изследователски институти.
Ganfeng Lithium заяви, че твърдотелната батерия с 400 Wh/kg е преминала 1100 цикъла и е завършила инженерната валидация, докато продукт от клас 500 Wh/kg с 10 Ah е влязъл в малки серии.
По-рано през май китайският стартъп Pure Lithium заяви, че неговата твърдотелна батерия продължава да работи след тест за прекъсване, а производственият му капацитет достигна 500 MWh годишно.
Няколко китайски доставчици на батерии също се стремят към постигане на важни етапи в комерсиализацията между 2026 и 2027 г. CATL по-рано разкри, че работи по пробно производство на твърдотелни клетки с капацитет 500 Wh/kg, докато компании като Sunwoda и Farasis Energy обявиха цели за разработване на батерии с капацитет 400–500 Wh/kg.
Пазарът на LFP остава доминиращ
Според China EV DataTracker пазарът на батерии за електромобили в Китай остава силно доминиран от LFP химията, въпреки ускорените изследвания в областта на твърдотелните батерии.
CATL остана най-големият доставчик на пазара на LFP батерии в Китай, с 19,53 GWh инсталирана мощност през последния отчетен период, което представлява 38,9% пазарен дял. BYD се класира на второ място с 10,49 GWh и 20,9% дял.
Gotion High-tech отбеляза 4,03 GWh инсталирана мощност и 8,0% пазарен дял, следвана от CALB с 3,32 GWh и Eve Energy с 3,02 GWh. Rept Battero Energy достигна 2,14 GWh, докато Zenergy отбеляза 1,91 GWh и Energee – 1,83 GWh.
Sunwoda отчете 1,47 GWh инсталации на LFP батерии, с пазарен дял от 2,9%, като продължи разработването на твърдотелни батерии. Yinpai Battery затвори топ 10 на доставчиците с 0,9 GWh.
Няколко средни доставчици отбелязаха силен ръст в сравнение с миналата година. Rept Battero Energy увеличи инсталациите с 45,6% на годишна база, Zenergy отбеляза ръст от 57,9%, а Yinpai Battery повече от удвои резултатите си с ръст от 109,3% на годишна база.
