Группа ученых из Тяньцзиньского и Южно-Китайского технологического университетов разработала органическую батарею, экологичнее нынешних аналогов и превосходит их по ключевым характеристикам: от плотности энергии до устойчивости к экстремальным температурам.
Сегодняшний рынок литий-ионных аккумуляторов держится на «неорганических плечах» — кобальте и никеле. Однако эти ресурсы ограничены, токсичны и огнеопасны. Кроме того, традиционные батареи плохо справляются с морозом и жарой, а их жесткая структура исключает использование в гибких девайсах.
Ученые давно смотрели в сторону органики, но до сих пор такие аккумуляторы проигрывали в мощности. Китайские исследователи смогли решить эту проблему.
Команда под руководством профессора Сюй Юньхуа разработала инновационный органический катодный материал на основе проводящего полимера PBFDO (полибензофурандион). Этот материал обладает уникальной способностью быстро транспортировать ионы лития и при этом сохранять структурную стабильность.
Новая батарея выдает более 250 Вт·ч/кг, что значительно выше показателей стандартных литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов (160–200 Вт·ч/кг). К тому же устройство стабильно работает в диапазоне от -70°C до 80°C, что делает его идеальным для использования в арктических условиях или, наоборот, в перегретом оборудовании.
Во время испытаний батарея успешно прошла «тест на прокол» — стандартную проверку, при которой обычные аккумуляторы часто воспламеняются или взрываются из-за короткого замыкания. Но этот образец не загорелся и не взорвался, сохранив целостность.
Более того, аккумулятор оказался очень гибким. Его можно сгибать и сжимать без потери емкости.
По словам разработчиков, в планах — создание пилотной производственной линии для промышленного выпуска органических батарей. Эксперты считают, что если технология пойдет в серию, мир получит более дешевые и безопасные смартфоны и электромобили, а также сделает огромный шаг к по-настоящему экологичной энергетике, не зависящей от добычи редких металлов.
