Группа ученых из Тяньцзиньского университета представила инновационную разработку в области аккумуляторных технологий. Их литий-металлическая батарея с плотностью энергии 600 Вт•ч/кг превосходит существующие аналоги и очень важна для развития всех видов электротранспорта. 
Ключевым достижением китайских ученых стало кардинальное изменение структуры сольватации – процесса взаимодействия ионов лития с молекулами растворителя. В традиционных батареях каждый ион лития окружен строго определенным количеством молекул растворителя, образуя жесткую структуру. Ученым удалось сделать эту структуру более гибкой, уменьшив локализацию молекул вокруг ионов. Такой подход позволил ионам лития взаимодействовать более свободно, что значительно улучшило характеристики батареи.
Для оптимизации состава электролита был применен метод машинного обучения. Компьютерное моделирование помогло подобрать идеальное сочетание литиевых солей и растворителей. Особое внимание уделили добавлению фтора, который существенно повысил термическую стабильность системы. В результате получился электролит, устойчивый к экстремальным температурам и механическим повреждениям.
Новая технология обещает значительное улучшение характеристик электромобилей. При замене обычной батареи на новую разработку той же массы, автомобиль с текущим запасом хода 400 км сможет проезжать около 800 км на одной зарядке. Альтернативный вариант – сохранить существующий запас хода (~400 км), но значительно уменьшить вес аккумуляторной системы, что улучшит динамику и энергоэффективность.
Особые перспективы открываются для электрической авиации. Современные аккумуляторы не обеспечивают достаточную энергоемкость для коммерческих электросамолетов. Новая разработка с плотностью энергии 600 Вт•ч/кг может стать решением этой проблемы, сделав электрические авиаперевозки реальностью. Первые испытания на дронах уже показали увеличение времени полета в 2,8 раза.
Однако технология пока находится на стадии прототипа. Основное ограничение – относительно небольшой ресурс (около 90 циклов зарядки), что значительно меньше требований для серийных электромобилей (обычно 1000+ циклов). Специалисты активно работают над увеличением срока службы батареи, применяя новые композитные материалы и оптимизируя конструкцию электродов.
Дальнейшее развитие этой технологии может привести к настоящей революции в энергетике транспорта. Помимо автомобилей и самолетов, такие аккумуляторы найдут применение в морском транспорте, тяжелой строительной и горнодобывающей технике и системах накопления энергии. Ученые прогнозируют, что коммерциализация технологии может начаться в течение 5-7 лет после решения проблемы с цикличностью.
