Китай представив органічну літієву батарею, стійку до екстремальних температур і проколів

Китайські дослідники розробили прототип літій-органічної батареї для електромобілів, здатної працювати в екстремальному температурному діапазоні — від −94°F (−70°C) до 176°F (80°C). Акумулятор продемонстрував стійкість до серйозних механічних навантажень, зокрема під час випробувань на прокол голкою.

Розробка стала результатом спільної роботи команди професора Сюнь Іньхуа з Tianjin University та професора Хуан Фея із South China University of Technology. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.

Альтернатива кобальту та нікелю

Сучасні літій-іонні батареї переважно використовують катоди на основі кобальту та нікелю. Водночас органічні катодні матеріали, створені з доступних молекулярних сполук, поступово стають реальною альтернативою.

Такі полімерні системи характеризуються:

• високою структурною гнучкістю;

• налаштовуваними електрохімічними характеристиками;

• потенційно стійкішою сировинною базою.

У новому дослідженні вперше представлено практично застосовуваний органічний літієвий акумулятор із катодом на основі спеціально розробленого провідного полімеру n-типу.

Ключовий матеріал — PBFDO

В основі прототипу лежить провідний полімер полі(benzodifurandione) (PBFDO). Матеріал поєднує одразу кілька критично важливих властивостей:

• високу електропровідність;

• швидке переміщення іонів літію;

• низьку розчинність в електроліті.

Саме ця комбінація дала змогу забезпечити стабільну роботу акумулятора за високих навантажень.

Висока щільність енергії та індустріальні показники

На базі PBFDO дослідники створили pouch-елементи ємністю 2,5 А·год із щільністю енергії понад 250 Вт·год/кг.

Додатково зафіксовано такі параметри:

• поверхнева ємність близько 42 мА·год/см²;

• масове навантаження до 206 мг/см²;

• стабільна робота в діапазоні від −70°C до 80°C.

За цими характеристиками прототип наближається до традиційних літій-іонних батарей, але водночас використовує принципово іншу — органічну — матеріальну платформу.

Випробування на міцність і безпеку

Елементи зберегли механічну цілісність під час:

• вигину;

• розтягування;

• стискання;

• проколювання голкою.

Під час тестів не зафіксовано неконтрольованого вивільнення енергії чи руйнування структури. Еластичність матеріалу також робить технологію перспективною для гнучкої електроніки та носимих пристроїв.

Глобальний тренд на відмову від важких металів

Розробка відображає загальносвітову тенденцію до зменшення залежності від важких металів в акумуляторній галузі. Дослідницькі групи в Японії, Південній Кореї та Європі також активно працюють над органічними катодами й альтернативними електрохімічними системами.

Однак більшість проєктів поки що обмежувалися лабораторними зразками. Китайським ученим вдалося продемонструвати повноцінний прототип pouch-формату, що поєднує високу щільність енергії та реальну механічну стійкість.

Контекст 2026–2027 років: диверсифікація технологій

Органічні літієві системи залишаються на стадії прототипу, проте їхня поява збігається з активною фазою переходу галузі до нових хімічних систем акумуляторів.

Автовиробники та постачальники батарей у Китаї прискорюють розробку:

• твердотільних батарей;

• гібридних систем;

• натрій-іонних рішень;

• органічних полімерних катодів.

Мета — підвищити безпеку, знизити вартість, скоротити залежність від сировини та зміцнити стійкість ланцюгів постачання.

Що це означає для ринку EV

Якщо технологію буде доведено до серійного виробництва, літій-органічні батареї можуть стати частиною нової хвилі акумуляторів для електромобілів — безпечніших, стійкіших до екстремальних умов і менш залежних від стратегічних металів.

Прототип із Китаю демонструє, що органічна електрохімія поступово виходить за межі лабораторій і наближається до промислових стандартів. Для ринку електротранспорту це може означати початок нової технологічної фази розвитку акумуляторних технологій.