Cercetătorii chinezi au realizat două descoperiri majore în tehnologia bateriilor solide, care ar putea accelera dezvoltarea următoarei generații de vehicule electrice capabile să parcurgă peste 2.000 de kilometri cu o singură încărcare.
Academia Chineză de Științe a anunțat pe 7 octombrie că Institutul său de Cercetare a Metalelor a dezvoltat o baterie solidă flexibilă pe bază de litiu, având un electrolit polimeric revoluționar care crește densitatea energetică cu 86% și rezistă la 20.000 de cicluri de îndoire. Cercetarea, publicată în revista Advanced Materials, abordează una dintre cele mai persistente provocări care limitează comercializarea bateriilor solide: conexiunea slabă la interfață dintre electrozi și electrolit.
Designul revoluționar al polimerilor rezolvă problemele de interfață
Descoperirea se concentrează pe un material nou, bazat pe polimeri, care încorporează grupări etoxi conducătoare de ioni și lanțuri scurte de sulf electrochimic active în coloana vertebrală a polimerului. Această proiectare moleculară realizează integrarea interfeței la scară moleculară, permițând un transport eficient al ionilor și comutarea controlabilă între transferul și stocarea ionilor, potrivit China Global Television Network.
„Acest catod compozit cu electrolit polimeric integrat a permis creșterea densității de energie la 86%”, au raportat cercetătorii. Bateria flexibilă demonstrează o durabilitate remarcabilă, rezistând la 20.000 de îndoiri repetate fără degradarea performanței.
Simultan, o altă echipă de la Institutul de Fizică al CAS a publicat o cercetare în Nature Sustainability care descrie o tehnologie de interfață auto-adaptivă ce menține contactul intim între anozii metalici de litiu și electroliții solizi fără presiune externă. Descoperirea introduce ioni de iodură în electroliții solizi de tip sulfură, creând o interfață auto-regenerantă care umple automat golurile și porii.
Cursa din industrie se intensifică în perspectiva lansării comerciale din 2027
Progresele chineze vin în contextul în care producătorii auto globali se pregătesc pentru comercializarea bateriilor solid-state, Toyota și Samsung vizând termene de producție pentru 2027. Toyota își propune să atingă o autonomie de 750 de mile cu posibilități de încărcare în 10 minute, în timp ce prototipul Samsung oferă o autonomie de 600 de mile și o durată de viață a bateriei de 20 de ani.
Vehiculele electrice actuale care utilizează baterii litiu-ion realizează de obicei o autonomie de 250-350 de mile, cu densități energetice de 160-250 Wh/kg. Descoperirile chineze promit densități energetice care depășesc 500 Wh/kg, dublând potențial autonomia vehiculului și îmbunătățind siguranța prin intermediul electroliților solizi neinflamabili.
Profesorul Huang Xuejie de la Institutul de Fizică al CAS a menționat că tehnologia „ar putea permite bateriilor viitoare să atingă densități energetice ce depășesc 500 Wh/kg, extinzând potențial durata de viață a dispozitivelor electronice de cel puțin două ori”. Inovațiile sunt așteptate să accelereze dezvoltarea bateriilor solid-state pentru roboți umanoizi, aviație electrică și vehicule electrice.
Totuși, tehnologia bateriilor flexibile rămâne în faza de cercetare de bază și nu este încă pregătită pentru producția în masă. Companiile chineze, inclusiv Farasis Energy și Anhui Anwa New Energy Technology susținută de Chery, au început producția pilot a propriilor modele solid-state, Farasis așteptând să livreze celule cu 400-500 Wh/kg până la finalul anului.
