Южнокорейские учёные создали литий-металлическую батарею без традиционного анода, достигнув объёмной энергетической плотности 1 270 Вт·ч/л — почти в 2 раза выше, чем у современных литий-ионных аккумуляторов, которые обычно дают около 650 Вт·ч/л. Это может примерно удвоить дальность хода электромобиля, не увеличивая размер батареи.
Что значит «без анода»
В обычных литий-ионных аккумуляторах есть два электрода: анод (где накапливаются литий-ионы) и катод (откуда они уходят при разряде). В новой батарее анод полностью отсутствует — вместо него литий из катода переносится прямо на медную фольгу-токосъёмник и осаждается там. Это освобождает ценное пространство внутри батареи для хранения энергии.
Главная научная идея
Чтобы сделать технологию работоспособной, исследователи решили проблему неравномерного осаждения лития и опасных дендритов (игольчатых отложений) — проблем, которые обычно приводят к коротким замыканиям и быстрому износу батарей.
Они использовали три ключевых компонента:
Reversible Host — «направляющий каркас»
Это полимерная структура, в которую внедрены наночастицы серебра (Ag). Они служат как «парковочные места» для лития, обеспечивая его равномерное осаждение на медной поверхности.
Designed Electrolyte — специально разработанный электролит
Он образует тонкий, но прочный защитный слой из соединений Li₂O и Li₃N, который:
✅ защищает поверхность от повреждений ✅ предотвращает рост опасных дендритов ✅ остаётся проницаемым для ионов лития
Этот защитный слой действует как «повязка», стабилизируя работу батареи в процессе циклов заряд-разряд.
Экспериментальные результаты
Комбинация этих технологий (RH + DEL) дала впечатляющие показатели:
⚡ Средняя эффективность (Coulombic efficiency): 99,6 %
Реальные батареи, а не только лаборатория
Учёные проверили технологию не только на маленьких тестовых ячейках, но и в pouch-батареях плоских аккумуляторах, близких к тем, что используются в электромобилях. Даже с маленьким количеством электролита и при низком давлении внутри батареи, они работали стабильно.
Почему это важно
Эта технология потенциально позволяет:
🚘 Удвоить запас хода электромобилей без изменения размера батарейного блока
📉 Снизить вес батареи и стоимость производства
🔋 Повысить плотность энергии — один из ключевых барьеров для будущих электромобилей и энергосистем
Текущие ограничения и будущее
1. Хотя результаты впечатляют, батареи без анода всё ещё находятся на стадии научных исследований:
2. проблемы долговечности батарей на сотни тысяч циклов ещё требуют решения
3. производство таких батарей должно быть адаптировано для массового рынка
4. остаются вопросы безопасности при применении в крупномасштабных системах
Но такие технологии, как эта, дают правдоподобный путь к реально дальнобойным электромобилям будущего.
В двух словах
Учёные разработали аккумулятор без анода, который благодаря революционному дизайну достигает вдвое большей плотности энергии по сравнению с сегодняшними батареями. Эта технология может существенно увеличить дальность хода электромобилей и ускорить переход к более энергоёмким системам хранения энергии.
