Создание устройства
В Китае разработали присадку для литий-серных аккумуляторов — они стали вдвое энергоемче литий-ионных, пишет Interesting Engineering.
В мае 2026 г. китайские ученые представили перспективную литий-серную батарею нового поколения, которая способна вдвое увеличить дальность полета беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) по сравнению с современными литий-ионными аккумуляторами.
Литий-серные батареи считаются одним из наиболее перспективных направлений развития аккумуляторных технологий. Они обладают потенциалом значительно превзойти литий-ионные аналоги по емкости, а также стать более безопасными и дешевыми в производстве. Ключевым фактором успеха разработки стала обнаруженная исследователями специальная присадка к электролиту, свойства которой ранее не были известны.
Разработка выполнена командой Международной школы аспирантов Университета Цинхуа в Шэньчжэне (Китай). Новая литий-серная батарея достигла рекордной удельной энергоемкости в 549 Вт·ч/кг. Для сравнения, большинство современных коммерческих литий-ионных аккумуляторов для БПЛА обеспечивают менее 300 Вт·ч/кг. Внедрение этой технологии позволит увеличить время нахождения дронов в воздухе на 60-90%. Это особенно важно для задач доставки грузов, мониторинга инфраструктуры и проведения поисково-спасательных операций.
Специальный посредник
Ключевым новшеством разработки стала специальная молекула-посредник, которая стабилизирует электрохимические реакции внутри батареи. Главная проблема литий-серных аккумуляторов на протяжении многих лет заключалась в растворении промежуточных соединений серы в электролите и их хаотичном перемещении между электродами. Это приводило к значительным потерям энергии, быстрой деградации емкости и сокращению ресурса батареи. Китайским ученым удалось направить эти реакции по контролируемому пути, существенно снизив паразитные процессы и повысив коэффициент использования активного материала. В результате внутреннее сопротивление элемента уменьшилось на 75% по сравнению с другими литий-серными батареями, а эффективность циклов заряда-разряда значительно возросла.
Важным достижением стало значительное улучшение ресурса батареи. Новая литий-серная ячейка выдерживает около 800 полных циклов заряда-разряда с сохранением 82% первоначальной емкости, что является серьезным прорывом для данного типа аккумуляторов. Исторически литий-серные батареи характеризовались быстрой деградацией уже после нескольких сотен циклов из-за разрушения катода и роста литиевых дендритов на аноде. Китайским исследователям удалось решить эту проблему за счет оптимизации структуры катодного материала и улучшения транспорта ионов лития через электролит.
Согласно опубликованным данным, батарея демонстрирует стабильную производительность даже при высоких токах разряда, характерных для авиационных систем, что существенно превосходит показатели, типичные для бытовой электроники.
Множество сфер применения
Практическое значение разработки значительно выходит за рамки применения в БПЛА. Литий-серная технология считается одним из главных кандидатов на замену традиционных литий-ионных аккумуляторов в электрической авиации, космической отрасли и перспективных электромобилях, о чем информировал CNews.
Теоретическая энергоемкость литий-серных элементов достигает 2600 Вт·ч/кг, что в несколько раз превышает показатели современных литий-ионных батарей. Кроме того, использование дешевой и широко доступной серы позволяет существенно снизить потенциальную стоимость производства.
Если команде из Университета Цинхуа удастся успешно масштабировать технологию и обеспечить стабильность характеристик в крупных аккумуляторных сборках, это может стать важным прорывом в создании сверхлегких энергетических систем для беспилотной авиации нового поколения.
Поделиться
