Крупнейший производитель аккумуляторов для электромобилей применил новую стратегию создания электролитов для перспективных литий-металлических аккумуляторов. В недавно вышедшей статье компания описала инновационный метод, позволяющий сочетать высокую плотность энергии с увеличенным сроком службы. Оптимизированный прототип продемонстрировал 483 цикла зарядки и разрядки и может обеспечить современным аккумуляторам плотности энергии свыше 500 Вт·ч/кг.

Литий-металлические аккумуляторы могут стать преемниками литий-ионных: они предлагают большую плотность энергии, привлекательную для наземного транспорта большой дальности и, в особенности, для электрической авиации. Однако долгое время разработчики этих аккумуляторов были вынуждены выбирать между плотностью энергии и сроком службы.

В прошлом эту проблему решали путем оптимизации сольватных структур и твердоэлектролитных интерфаз, сообщает IE. Как установили исследователи CATL, такие подходы часто ставят под угрозу срок службы, не давая экономически выгодных решений.

Команда исследователей разработала и усовершенствовала набор аналитических методов отслеживания эволюции активного лития и каждого электролитного компонента в жизненном цикле батареи. По словам ученых, такой подход превратил черный ящик в белый, раскрыв причины отказа элементов питания. Оказалось, что, вопреки предыдущим предположениям, доминирующая причина — непрерывное потребление электролитной соли LiFSI, которой к концу службы батареи становится меньше на 71 %.

Исследователи оптимизировали формулу электролита, введя разбавитель с более низкой молекулярной массой. Эта корректировка увеличила массовую долю литиевой соли (LiFSI), улучшила ионную проводимость и снизила вязкость, и все это без увеличения общей массы электролита.

Полученный прототип, демонстрируя тот же выход по току, что и у предыдущих версий, повышает срок службы батареи вдвое, до 483 циклов, и может применяться в новых конструкциях аккумуляторов с плотностью энергии свыше 500 Вт*ч/кг.

Инновация CATL может оказаться решающей для разработки производительных и долговечных аккумуляторов для всех видов транспорта.