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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива IGBT-модули для трехуровневых инверторов UPS 25.07.2008 Компания SEMIKRON представила новую топологию миниатюрных IGBT-модулей серии SEMITOP для построения трехуровневых инверторов источников бесперебойного питания. Модули созданы на основе IGBT с низкими статическими и динамическими потерями, что позволяет уменьшить уровень рассеиваемой мощности трехуровневой схемы на 60% по сравнению с двухуровневым преобразователем. Кроме того, предлагаемая топология обеспечивает существенно меньшее значение распределенной индуктивности цепей коммутации. Новые модули предназначены для применения в UPS мощностью 5...80 кВА. Диапазон токов новых модулей с рабочим напряжением 600 В составляет 20...150 А. В UPS-применениях это позволяет создавать преобразователи мощностью 5...80 кВА. Модули с трехуровневой топологией IGBT доступны в двух типах корпусов: SEMITOP3 (площадь основания 55x31 мм2) на ток 20...50 А и SEMITOP4 (площадь основания 60x55 мм2) на ток 75...150 А. Миниатюрные изолированные IGBT-модули серии SEMITOP имеют высоту 12 мм, их крепление осуществляется с помощью одного центрального винта.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026