Ученые экспериментируют с новым твердотельным электролитом

Твердотельные аккумуляторы остаются одной из наиболее перспективных технологий для электромобилей, однако их низкая долговечность по-прежнему является серьезным инженерным вызовом. Исследователи из Китая смогли приблизиться к решению этой проблемы, создав новый тип электролита, позволивший батарее сохранить более 84% начальной емкости после 350 циклов работы

Разработкой занималась команда из Далянского института химической физики Китайской академии наук 

Ученые создали новый композитный гелевый электролит на основе поливинилиденфторида (PVDF), который улучшит проводимость ионов лития и существенно повысит стабильность работы будущих аккумуляторов

В отличие от современных литий-ионных элементов питания в твердотельных батареях используется твердый наполнитель вместо жидкого раствора. Именно подбор стойкого материала считается самой сложной задачей для мировых производителей. Распространенные сульфидные электролиты часто оказываются слишком хрупкими, из-за чего возникают проблемы с их сочетанием с другими компонентами, а проводимость тока заметно ухудшается

Новое химическое решение основано на использовании оксихлорида лития (Li₃OCl) для запуска специфической реакции с полимером PVDF. Кислородные атомы в оксихлориде лития создают особую «химическую среду Льюиса», обеспечивающую образование более прочных связей между органической матрицей и неорганическими элементами. Благодаря этому обновленный материал начинает выполнять роль «скоростного шоссе» для ионов лития, позволяя им перемещаться внутри батареи гораздо легче и быстрее

Во время стендовых испытаний аккумуляторной ячейки типа NCA с новым гелевым композитом при интенсивности тока 1C (когда полностью зарядить и разрядить аккумулятор можно за 1 час) удалось зафиксировать точный показатель емкости на уровне 84,15%. Исследователи отмечают, что благодаря реакции дегидрофторирования система получает широкое электрохимическое окно. Это позволяет использовать разработку в высокопроизводительном электротранспорте

Несмотря на важность китайского открытия, показатель в 84% после 350 циклов по-прежнему уступает достижению мировых коммерческих лидеров отрасли. В частности, компании Factorial Energy и QuantumScape уже сумели получить результаты более чем в 1000 циклов зарядки с сохранением более 95% начальной емкости. Однако разработка ученых из КНР важна с точки зрения создания новых альтернативных материалов, которые могут оказаться значительно дешевле в массовом производстве

В то же время, крупные автомобильные бренды из Китая уже готовятся к реальным дорожным тестам подобных технологий и декларируют амбициозные цифры. Концерн Changan Automobile планирует приступить к пробной установке аккумуляторов собственной разработки Golden Bell плотностью 400 Вт-ч/кг к концу третьего квартала 2026 года, обещая запас хода более 1500 километров по измерительному циклу CLTC. Схожие цифры ранее озвучила компания Chery, а бренд Dongfeng Motors уже тестирует свои прототипы в условиях экстремального холода

Глобальная гонка за право первой вывести технологию на рынок охватила не только Азию, но и Западный мир 

Концерн Stellantis, владеющий брендами Jeep и Ram, совместно с Factorial Energy недавно начал дорожные испытания твердотельных ячеек на базе тестового Dodge Charger Daytona. Это стало первым случаем интеграции такой батареи в реальный электромобиль на территории Северной Америки

Параллельно Factorial продолжает сотрудничество с Mercedes Benz, Hyundai и Kia для ускорения коммерциализации своих решений. Прошлой осенью тестовый седан Mercedes-Benz EQS смог проехать на таких элементах питания более 1200 км без дозарядки, что подтверждает серьезность намерений брендов премиум-сегмента. Европейские, японские и американские производители действуют максимально решительно, свидетельством чего стало и новое масштабное соглашение между Honda и QuantumScape по совместному выпуску аккумуляторов нового типа