Китай представил органическую литиевую батарею, устойчивую к экстремальным температурам и проколам

Китайские исследователи разработали прототип литий-органической батареи для электромобилей, способной работать в экстремальном температурном диапазоне — от −94°F (−70°C) до 176°F (80°C). При этом аккумулятор продемонстрировал устойчивость к серьезным механическим нагрузкам, включая испытания на прокол иглой.

Разработка стала результатом совместной работы команды профессора Сюнь Иньхуа из Tianjin University и профессора Хуан Фэя из South China University of Technology. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Альтернатива кобальту и никелю

Современные литий-ионные батареи в основном используют катоды на основе кобальта и никеля. Однако органические катодные материалы, созданные из доступных молекулярных соединений, постепенно становятся реальной альтернативой.

Такие полимерные системы обладают:

• высокой структурной гибкостью;

• настраиваемыми электрохимическими характеристиками;

• потенциально более устойчивой сырьевой базой.

В новом исследовании впервые представлен практически применимый органический литиевый аккумулятор с катодом на основе специально разработанного n-типа проводящего полимера.

Ключевой материал — PBFDO

В основе прототипа лежит проводящий полимер poly(benzodifurandione) (PBFDO). Материал сочетает сразу несколько критически важных свойств:

• высокую электропроводность;

• быстрое перемещение ионов лития;

• низкую растворимость в электролите.

Именно эта комбинация позволила добиться стабильной работы аккумулятора при высоких нагрузках.

Высокая плотность энергии и индустриальные показатели

На базе PBFDO исследователи собрали pouch-элементы емкостью 2,5 А·ч с плотностью энергии свыше 250 Вт·ч/кг.

Дополнительно зафиксированы следующие параметры:

• поверхностная емкость около 42 мА·ч/см²;

• массовая загрузка до 206 мг/см²;

• стабильная работа в диапазоне от −70°C до 80°C.

По этим характеристикам прототип приближается к традиционным литий-ионным батареям, но при этом использует принципиально иную — органическую — платформу материалов.

Испытания на прочность и безопасность

Элементы сохранили механическую целостность при:

• изгибе;

• растяжении;

• сжатии;

• проколе иглой.

Во время тестов не зафиксировано неконтролируемого высвобождения энергии или разрушения структуры. Эластичность материала также делает технологию перспективной для гибкой электроники и носимых устройств.

Глобальный тренд на отказ от тяжелых металлов

Разработка отражает общемировую тенденцию к снижению зависимости от тяжелых металлов в аккумуляторной отрасли. Исследовательские группы в Японии, Южной Корее и Европе также активно работают над органическими катодами и альтернативными электрохимическими системами.

Однако большинство проектов пока ограничивались лабораторными образцами. Китайским ученым удалось продемонстрировать полноценный прототип pouch-формата, сочетающий высокую плотность энергии и реальную механическую устойчивость.

Контекст 2026–2027 годов: диверсификация технологий

Органические литиевые системы остаются на стадии прототипа, но их появление совпадает с активной фазой перехода отрасли к новым химиям аккумуляторов.

Автопроизводители и поставщики батарей в Китае ускоряют разработку:

• твердотельных батарей;

• гибридных систем;

• натрий-ионных решений;

• органических полимерных катодов.

Цель — повысить безопасность, сократить стоимость, снизить зависимость от сырья и укрепить устойчивость цепочек поставок.

Что это означает для рынка EV

Если технология будет доведена до серийного производства, литий-органические батареи могут стать частью новой волны аккумуляторов для электромобилей — более безопасных, устойчивых к экстремальным условиям и менее зависимых от стратегических металлов.

Прототип из Китая демонстрирует, что органическая электрохимия постепенно выходит за пределы лабораторий и начинает приближаться к промышленным стандартам. Для рынка электротранспорта это может означать начало новой технологической фазы в развитии аккумуляторов.