Вчені експериментують з новим твердотільним електролітом

Твердотільні акумулятори залишаються однією з найбільш перспективних технологій для електромобілів, однак їхня низька довговічність досі є серйозним інженерним викликом. Дослідники з Китаю змогли наблизитися до вирішення цієї проблеми, створивши новий тип електроліту, який дозволив батареї зберегти понад 84% початкової ємності після 350 циклів роботи 

Розробкою займалася команда з Далянського інституту хімічної фізики Китайської академії наук 

Вчені створили новий композитний гелевий електроліт на основі полівініліденфториду (PVDF), який має покращити провідність іонів літію та суттєво підвищити стабільність роботи майбутніх акумуляторів 

На відміну від сучасних літій-іонних елементів живлення, у твердотільних батареях використовується твердий наповнювач замість рідкого розчину. Саме підбір стійкого матеріалу вважається найскладнішим завданням для світових виробників. Поширені сульфідні електроліти часто виявляються надто крихкими, через що виникають проблеми з їх поєднанням з іншими компонентами, а провідність струму помітно погіршується 

Нове хімічне рішення базується на використанні оксихлориду літію (Li₃OCl) для запуску специфічної реакції з полімером PVDF. Кисневі атоми в оксихлориді літію створюють особливе «хімічне середовище Льюїса», яке забезпечує утворення набагато міцніших зв’язків між органічною матрицею та неорганічними елементами. Завдяки цьому оновлений матеріал починає виконувати роль «швидкісного шосе» для іонів літію, дозволяючи їм переміщатися всередині батареї значно легше й швидше 

Під час стендових випробувань акумуляторного осередку типу NCA з новим гелевим композитом за умов інтенсивності струму 1C (коли повністю зарядити та розрядити акумулятор можна за 1 годину) вдалося зафіксувати точний показник ємності на рівні 84,15%. Дослідники зазначають, що завдяки реакції дегідрофторування система отримує широке електрохімічне вікно. Це дозволяє використовувати розробку у високопродуктивному електротранспорті

Попри важливість китайського відкриття, показник у 84% після 350 циклів усе ще поступається досягненням світових комерційних лідерів галузі. Зокрема, компанії Factorial Energy та QuantumScape вже зуміли отримати результати у понад 1000 циклів заряджання із збереженням більше ніж 95% початкової ємності. Проте розробка вчених з КНР важлива з точки зору створення нових альтернативних матеріалів, які можуть виявитися значно дешевшими у масовому виробництві 

Водночас великі автомобільні бренди з Китаю вже готуються до реальних дорожніх тестувань схожих технологій і декларують амбітні цифри. Концерн Changan Automobile планує розпочати пробне встановлення акумуляторів власної розробки Golden Bell щільністю 400 Вт-год/кг до кінця третього кварталу 2026 року, обіцяючи запас ходу понад 1500 кілометрів за вимірювальним циклом CLTC. Схожі цифри раніше озвучила компанія Chery, а бренд Dongfeng Motors уже тестує свої прототипи в умовах екстремального холоду 

Глобальні перегони за право першими вивести технологію на ринок охопили не лише Азію, а й Західний світ 

Концерн Stellantis, який володіє брендами Jeep та Ram, спільно з Factorial Energy нещодавно розпочав дорожні випробування твердотільних осередків на базі тестового Dodge Charger Daytona. Це стало першим випадком інтеграції такої батареї в реальний електромобіль на території Північної Америки 

Паралельно Factorial продовжує співпрацю з Mercedes-Benz, Hyundai та Kia для прискорення комерціалізації своїх рішень. Минулої осені тестовий седан Mercedes-Benz EQS зміг проїхати на таких елементах живлення понад 1200 кілометрів без дозарядки, що підтверджує серйозність намірів брендів преміум-сегмента. Європейські, японські та американські виробники діють максимально рішуче, свідченням чого стала й нова масштабна угода між Honda та QuantumScape щодо спільного випуску акумуляторів нового типу