Керамический твердотельный аккумулятор не разрушается при нагреве до 300 °C

Ученые из Университета Цинхуа представили прототип компактного твердотельного литий-ионного источника питания. Ключевая особенность разработки заключается в применении керамического электролита, что позволяет устройству стабильно функционировать даже при экстремальном нагреве до 150 °C.

Согласно отчету разработчиков, батарея демонстрирует отличную работоспособность в температурном коридоре от 0 до 150 °C. Более того, конструкция сохраняет структурную целостность при кратковременном температурном скачке до 300 °C, выдерживая его в течение 20 секунд.

В отличие от классических литий-ионных аналогов с жидким электролитом, данная модель полностью основана на керамических компонентах. Такое техническое решение исключает риск возгорания и делает устройство предельно устойчивым к высоким температурам, что крайне востребовано в аэрокосмической отрасли, оборонном секторе и промышленной автоматизации.

Ранее критическим барьером для внедрения твердотельных керамических батарей была хрупкость их внутренних слоев. Команде исследователей удалось преодолеть этот недостаток благодаря внедрению многослойной архитектуры. В процессе производства между слоями формируется химически активная прослойка, которая не только повышает механическую прочность изделия, но и способствует эффективной миграции ионов лития.

Результаты тестирования подтвердили, что даже спустя 100 циклов заряда и разряда элемент питания удерживает более 76% своей первоначальной емкости в нормальных условиях. Дополнительным преимуществом технологии является упрощенный цикл сборки, исключающий необходимость в дорогостоящем вакуумном оборудовании.

Авторы проекта убеждены, что их разработка станет фундаментом для создания безопасных источников энергии следующего поколения, которые будут незаменимы в носимой электронике, высокоточных сенсорах и критически важных системах военного и космического назначения.

Источник: iXBT