Морозостойкие литиевые аккумуляторы

18.02.2026

Поиск новых типов аккумуляторов сегодня стал одной из ключевых задач материаловедения и энергетики. Современная электроника требует источников питания, которые были бы не только мощными, но и безопасными, гибкими, устойчивыми к экстремальным температурам и при этом менее зависимыми от дефицитных металлов. На этом фоне все больше внимания привлекают органические материалы, которые еще недавно считались слишком нестабильными для практического применения в литиевых батареях.

До сих пор рынок почти полностью опирался на литий-ионные элементы с катодами на основе никеля или кобальта. Эти технологии хорошо отработаны, но имеют серьезные ограничения, связанные с экологией, стоимостью и рисками при механических повреждениях. Китайские исследователи предложили принципиально иной подход, заменив традиционные неорганические катоды органическими полимерами, способными обеспечить сопоставимую энергетическую отдачу.

Работа была выполнена научными коллективами под руководством профессоров Сюнь Иньхуа и Хуан Фей. Ученым удалось продемонстрировать первую полноценную литиевую батарею, в которой катодом служит специально разработанный полимер n-типа. Ранее подобные материалы сталкивались с двумя фундаментальными проблемами: они растворялись в электролите и обладали низкой электрической проводимостью, что делало их непригодными для реальных устройств.

Ключевым элементом новой разработки стал органический полимер под названием PBFDO. Его структура позволила одновременно обеспечить стабильность в электролите и эффективный перенос заряда. Благодаря этому органический катод перестал быть лабораторным экспериментом и превратился в рабочий компонент аккумулятора, способный конкурировать с привычными решениями не только по идее, но и по техническим характеристикам.

Одним из самых впечатляющих результатов стала механическая устойчивость батареи. Аккумулятор сохранял емкость при сгибании, растяжении и сжатии, что особенно важно для гибкой электроники, носимых устройств и "умной" одежды. В ходе испытаний на безопасность ячейки даже прокалывали иглой, однако это не приводило ни к взрыву, ни к неконтролируемому выбросу энергии, что резко отличает такую систему от многих традиционных литий-ионных аккумуляторов.

Не менее убедительно выглядит и электротехническая сторона разработки. Исследователи собрали мягкие аккумуляторные ячейки формата "пауч" емкостью 2,5 Ач. Плотность энергии достигла 250 Втч/кг, что вплотную приближает органическую батарею к показателям лучших коммерческих литий-ионных аналогов, использующих металлические катоды.

Особое внимание привлекает температурная устойчивость нового аккумулятора. Он стабильно функционирует при экстремальном холоде до -70 °C и сохраняет работоспособность при нагреве до +80 °C. Такой диапазон делает технологию потенциально востребованной не только в потребительской электронике, но и в авиации, космической технике и оборудовании для работы в суровых климатических условиях.

<< Назад: Бивни мамонта как истоки письма 18.02.2026

>> Вперед: Скандинавский секрет идеального утра 17.02.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Фитнес-браслеты для коров 09.12.2022 Использование интеллектуальных технологий для мониторинга здоровья, репродуктивности, местоположения и условий окружающей среды крупного рогатого скота может способствовать безопасности пищевых продуктов и эффективности цепи поставок, но этот мониторинг увеличивает затраты на энергию для промышленности, которая и без того высока. Чтобы бороться с этим, ученые разработали носимое разумное устройство для коров, которое улавливает кинетическую энергию, создаваемую даже их малейшими движениями, и использует ее для питания технологии "умного ранчо". "На ранчо мониторинг информации об окружающей среде и здоровье крупного рогатого скота может помочь предотвратить заболевания и повысить эффективность разведения и управления пастбищами. Эта информация может включать в себя концентрацию кислорода, температуру и влажность воздуха, количество физических упражнений, репродуктивные циклы, заболевания и производство молока", - пояснил соавтор Зутао Чжан, исследователь энергетики из Юго-Западного университета Цзяотун в Китае. "Умное ранчо" предполагает, что коровы носят маленькие сенсорные устройства вокруг лодыжек и шеи, которые питаются от всего, что коровы делают во время своих обычных занятий на ранчо. Есть огромное количество кинетической энергии, которую можно собрать во время ежедневных движений крупного рогатого скота, таких как ходьба, бег и даже движения шеей. После захвата энергия сохраняется в литиевой батарее и используется для питания устройства. Сборщик кинетической энергии специально собирает кинетическую энергию слабого движения. Конструкция команды уникальна, поскольку содержит механизм усиления движения, использующего магниты и маятник для усиления небольших движений коров. Ученые также протестировали устройства на людях и обнаружили, что легкой пробежки достаточно для измерения температуры в устройстве. Исследователи видят будущее применение в мониторинге спорта, здравоохранении, умном доме и создании беспроводных сенсорных сетей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026