Специалисты Института электродвижения МФТИ в проекте ФПИ "Сапфир-Д" создали метод производства негорючих батарей с увеличенной энергетической плотностью. Электрохимические источники тока предназначены для наземных роботов, электромобилей, летательных аппаратов и морских дронов, повышая их надежность. Запуск на мощностях АО "МЕТАЛЛИОН" ожидается к 2028 г.
Решение ключевых проблем энергонакопителей
"Наша технология ликвидирует основные минусы традиционных батарей: гарантирует повышенную безопасность и дольше выдерживает интенсивные токовые нагрузки", — сообщил Анатолий Матвеев из Центра перспективного материаловедения ФПИ.
Преодоление литий-ионных ограничений
Современные литий-ионные аккумуляторы в смартфонах и электрокарах столкнулись с пределом емкости. Их жидкий электролит пожароопасен при повреждении или высоких температурах. Команда МФТИ в "Сапфир-Д" внедрила квазитвердый электролит и изменила конструкцию электродов.
Инновационная структура ячейки
Батарея содержит полимер-керамический электролит. Образующаяся мембрана разделяет анод/катод во избежание замыканий, сохраняя ионную проводимость. Вместо мелкокристаллических катодов использованы крупные кристаллы никелевого оксида, формирующие эффективные пути ионов лития для скоростной зарядки и работы долгий срок.
На анодный токосъемник наносят композит серебра/углерода, обеспечивающий равномерное распределение лития. Исключается хаотичное нарастание металлического слоя.
Синергия технологий
"Мы интегрировали три взаимодополняющих решения, — объясняет Виктор Визгалов, завлабораторией пост-литий-ионных систем МФТИ. — Электролит с пластификатором дает безопасность/проводимость. Монокристаллический катод увеличивает токи и ресурс. Анодное покрытие позволяет равномерно наносить литий, используя экономичную безанодную схему. Это также повысит плотность энергии".
Результаты всех испытаний и области использования
Лабораторные тесты продемонстрировали серьёзный рост удельной мощности новой батареи против лучших аналогов. Квазитвердый электролит свел опасность возгорания почти к нулю. Инновация критична для электромобилей, авиасредств, подводных/наземных роботизированных платформ и сетевых накопителей энергии (например солнечные станции).
План перехода на АО МЕТАЛЛИОН
Первый этап проекта завершён: получены опытные образцы батарей. Второй включает проектирование пилотной линии и масштабирование метода. На площадке АО "МЕТАЛЛИОН" уже подготовлена линия под выпуск твёрдотельных источников энергии/пост-литий-ионных аккумуляторов. Массовый выпуск стартует в 2028 г. Информация: пресс-центр МФТИ.
Источник: scientificrussia.ru
