Жақында қытайлық зерттеушілер дәстүрлі литий-иондық аккумуляторлардың энергия тығыздығы мен өнімділігіне қатысты шектеулерді еңсеріп, энергия тығыздығы 600 ватт-сағат/кг-нан асатын жұмсақ қаптамалы элементтерді және сыйымдылығы 480 ватт-сағат/кг модульдік аккумуляторларды әзірледі. Бұл көрсеткіштер қолданыстағы литий-иондық аккумуляторлардың энергия тығыздығы мен қызмет ету мерзімін 2–3 есе арттырады.

Электр көлігі, төмен биіктіктегі экономика, тұтынушылық электроника және гуманоид роботтар сияқты жаңа салалардың қарқынды дамуына байланысты энергия сыйымдылығы жоғары әрі ұзақ қызмет ететін қайта зарядталатын аккумуляторларға сұраныс барған сайын артып келеді. Энергия тығыздығы — аккумулятордың негізгі көрсеткіштерінің бірі. Салмағы мен өлшемін азайта отырып, көбірек энергияны қалай жинақтауға болатыны — әлем зерттеушілері шешуге ұмтылып отырған технологиялық міндет.

Теориялық энергия тығыздығы дәстүрлі литий-иондық аккумуляторлардан едәуір жоғары литий-металл аккумуляторлары қолданыстағы аккумуляторлардың өнімділігі мен қызмет ету мерзіміне қатысты шектеулерді еңсере алатын келесі буын аккумулятор технологиясы ретінде қарастырылады. Алайда қазіргі электролит конструкциялары аккумулятордың энергия шығымын да, циклдік қызмет ету мерзімін де бір мезгілде арттыру талаптарын қанағаттандыра алмай отыр.

Көпжылдық инновациялық зерттеулер мен технологиялық жетістіктердің нәтижесінде Тяньцзинь университетінің зерттеу тобы және оның серіктестері энергия сыйымдылығы жоғары литий-металл аккумуляторларының электролиттеріне арналған «делокализацияланған» дизайн тұжырымдамасын алғаш рет ұсынды. Бұл тұжырымдама дәстүрлі электролит конструкциясының басым сольватациялық құрылымға тәуелділігін жойып, энергия тығыздығы мен жалпы өнімділікті қатар арттыруға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері 13 тамызда Nature халықаралық ғылыми журналында жарияланды.

Тяньцзинь университетінің Материалтану және инженерия мектебінің профессоры әрі топ жетекшісі Ху Вэньбинь бұл инновацияның арқасында зерттеу тобы энергия тығыздығы жоғары «Battery600» аккумуляторының өнімділік мақсаттарына қол жеткізіп, сондай-ақ энергия тығыздығы жоғары «Pack480» аккумуляторлық блогын ауқымды өндіруге көшіруді сәтті жүзеге асырғанын түсіндірді. Бұл литий-металл аккумуляторларын болашақта қолдануға маңызды негіз қалайды. Бұған қоса, технология циклдік тұрақтылығы мен қауіпсіздігінің жоғары деңгейін көрсетеді.

Қазіргі уақытта Тяньцзинь университетінің Ұлттық энергия сақтау технологияларының өнеркәсіп пен білім интеграциясы жөніндегі инновациялық платформасы және Асыл металдардың функционалдық материалдары жөніндегі ұлттық негізгі зертханасы сияқты ұлттық платформалардың мүмкіндіктерін пайдалана отырып, топ осы зерттеу нәтижелерін технологиялық тұрғыдан енгізу мен қолдану мүмкіндігін тексеруді белсенді түрде ілгерілетіп жатыр. Олар энергия сыйымдылығы жоғары литий-металл аккумуляторларына арналған тәжірибелік-өнеркәсіптік өндіріс желісін іске қосты. Бұл аккумуляторлар елімізде шағын толық электрлі ұшқышсыз ұшу аппараттарының үш үлгісінде сәтті қолданылып, қолданыстағы аккумуляторлармен салыстырғанда ұшу уақытын 2,8 есе ұзартты.

Мәліметке сәйкес, топ энергия сыйымдылығы жоғары литий аккумуляторларының «материалдар–электролит–электрод–аккумулятор» атты толық өндірістік тізбегінің негізгі технологияларын меңгерген. Барлық шикізат пен негізгі технологиялар дербес бақыланады, ал топ өнімді жоғары тұрақтылықпен жаппай өндіру мүмкіндігіне ие. Өндірісті биылғы жылдың екінші жартысында толық іске қосу жоспарланып отыр.