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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025 Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Карлсруэ, ключевым достижением стало сочетание прочности, пластичности и устойчивости к окислению - крайне редкое пространство для проектирования сплавов. Лабораторные испытания показали, что материал сохраняет механическую целостность после 100 часов воздействия горячего воздуха при 1100 °C и выдерживает многочисленные термические циклы без видимых повреждений. Температура плавления сплава приближается к 2000 °C, что расширяет диапазон его практического применения. В авиации повышение температуры газа на входе в турбину даже на 100 °C может увеличить тепловую эффективность примерно на 5 %, что позволяет экономить топливо и снижать износ компонентов. Однако существующие материалы ограничивают безопасный диапазон температур. Новый сплав Cr-Mo-Si способен расширить эти пределы, позволяя конструкторам уменьшить необходимость сложного охлаждения и упростить производство деталей. Меньшее количество охлаждающих каналов и покрытий повышает надежность и потенциально снижает стоимость турбин. Энергетический сектор также получит выгоду от нового материала. Газовые турбины, особенно работающие в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, часто сталкиваются с термическими ограничениями. Более прочные сплавы могут продлить срок службы компонентов и снизить простой оборудования, что особенно важно для гибких и декарбонизированных энергосистем. Сплав оказался устойчив к так называемому явлению "пестинг" - разрушению молибдена при умеренном нагревании, которое ранее ограничивало использование многих перспективных материалов. Ранее сплавы Mo-Si-B показывали отличную устойчивость к окислению, но при этом имели низкую прочность при комнатной температуре. Новый материал, по крайней мере в лабораторных условиях, решает эту проблему. Тем не менее переход от лаборатории к промышленному производству остается серьезным испытанием. Ученые отмечают необходимость изучения поведения сплава при длительной нагрузке, возможностей его обработки, сварки и совместимости с существующими покрытиями для турбин. Реальные двигатели сталкиваются с побочными продуктами сгорания, резкими градиентами температур и многолетними циклами эксплуатации, что требует дополнительных испытаний. Потенциал нового сплава уже привлек внимание инженеров. Однофазная кубическая структура материала упрощает производство и позволяет адаптировать его к существующим технологиям порошковой металлургии, как и современные суперсплавы. Сплав был синтезирован методом дугового плавления относительно простым способом и сохранял стабильность после термообработки при 1600 °C. Простота производственного процесса может стать ключевым преимуществом при масштабировании производства и внедрении материала в реальную промышленность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026