Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.
Семь идей твердотельных аккумуляторов, которые могут увеличить запас хода электромобилей, повысить их безопасность и ускорить зарядку
За последнее десятилетие электромобили сделали огромный шаг вперед, однако именно аккумуляторные технологии по-прежнему остаются главным препятствием на пути к увеличению запаса хода, сокращению времени зарядки и повышению безопасности.

Многие исследователи считают, что решение кроется в твердотельных аккумуляторах — технологии нового поколения, которую нередко называют «святым Граалем» энергетических систем электромобилей. В таких батареях жидкий электролит заменяется твердым материалом, что обещает более высокую плотность энергии, лучшую термическую стабильность и более долгий срок службы.
В лабораториях и на пилотных производствах по всему миру компании и научные коллективы стремятся превратить эту концепцию в коммерческую реальность. Вот семь технологий твердотельных аккумуляторов, которые способны изменить будущее электрического транспорта.
1. Литий-металлические твердотельные аккумуляторы
В таких батареях вместо графитового анода, используемого в традиционных литий-ионных элементах, применяется чистый металлический литий. Эта конфигурация значительно повышает плотность энергии, поскольку литий-металл способен накапливать намного больше заряда на единицу массы, чем графит.
Компании вроде QuantumScape разрабатывают литий-металлические твердотельные элементы, рассчитанные на увеличение дальности пробега электромобилей и ускорение их зарядки. В подобных конструкциях также используются твердые сепараторы, предотвращающие образование дендритов — одной из главных проблем безопасности в обычных батареях.
2. Сульфидные твердотельные аккумуляторы
Сульфидные электролиты считаются одним из самых перспективных типов твердых электролитов. Они обеспечивают очень быструю транспортировку литий-ионов — сопоставимую с жидкими электролитами.
Высокая ионная проводимость означает, что батареи на основе сульфидных материалов могут поддерживать быструю зарядку без потери эффективности и производительности.
Еще одно преимущество — относительная мягкость сульфидных материалов по сравнению с керамическими электролитами. Это позволяет им лучше контактировать с электродами при производстве. Благодаря этому такие аккумуляторы могут оказаться удобнее для масштабирования в крупные батарейные блоки электромобилей массового рынка.
3. Оксидные керамические твердотельные аккумуляторы
Такие батареи часто используют керамические материалы, например оксид лития-лантана-циркония. Оксидные твердые электролиты отличаются высокой стабильностью и устойчивостью к химическому разложению. Эта стабильность позволяет батареям безопасно работать при более высоких напряжениях, что дает возможность хранить больше энергии и одновременно снижает риск перегрева.
Однако керамические электролиты жесткие и плохо сочетаются с гибкими электродами аккумуляторов, что создает сложности при производстве.
Ученые работают над новыми архитектурами керамических материалов, которые сохраняют механическую прочность, но при этом улучшают ионную проводимость. В перспективе это может привести к созданию сверхдолговечных батарей для электромобилей, способных прослужить более миллиона километров.
4. Полимерные твердотельные аккумуляторы
Полимерные электролиты используют гибкие материалы, напоминающие пластик, через молекулярную структуру которых перемещаются ионы лития. Их гибкость помогает поддерживать хороший контакт между электродами и электролитом, что повышает надежность батареи при многочисленных циклах зарядки.
Хотя при комнатной температуре полимерные электролиты обычно проводят ионы медленнее, чем керамические аналоги, они значительно проще в производстве. Это делает их привлекательными для автопроизводителей, стремящихся создать недорогие твердотельные батареи, пригодные для массового выпуска.
5. Галогенидные твердотельные аккумуляторы
Галогенидные электролиты — это относительно новый класс материалов, сочетающий высокую ионную проводимость с отличной электрохимической стабильностью.
В отличие от некоторых сульфидных электролитов, галогениды лучше работают в сочетании с высоковольтными катодами, что позволяет увеличить общее количество энергии, запасаемой батареей.
Исследователи считают, что галогенидные электролиты способны преодолеть ряд ограничений, характерных для сульфидных и оксидных материалов. Их сравнительно невысокая стоимость и повышенная стабильность делают их перспективным кандидатом для аккумуляторов следующего поколения.
6. Тонкопленочные твердотельные аккумуляторы
Такие батареи создаются путем нанесения сверхтонких слоев твердого электролита и электродных материалов. Подобная архитектура позволяет добиться чрезвычайно высокой плотности энергии и очень точного контроля структуры аккумулятора.
Сегодня тонкопленочные батареи используются в небольших устройствах — например, в медицинских имплантах и микроэлектронике. Сейчас исследователи ищут способы масштабировать эту технологию для применения в электромобилях и крупных системах накопления энергии.
7. Литий-серные твердотельные аккумуляторы
Литий-серные твердотельные батареи состоят из литий-металлического анода и серного катода. Сера обладает теоретической емкостью, превосходящей традиционные катодные материалы, что открывает возможность резко увеличить плотность энергии.
Использование твердого электролита также позволяет предотвратить растворение серы — проблему, которая обычно сокращает срок службы литий-серных аккумуляторов в жидких системах.
Если удастся решить проблемы стабильности, такие батареи смогут обеспечить электромобилям запас хода, значительно превосходящий сегодняшние возможности.
Твердотельные аккумуляторы пока находятся на ранней стадии коммерциализации, однако темпы развития показывают, что именно они могут изменить будущее электрической мобильности. Если исследователям удастся преодолеть проблемы стоимости производства, стабильности материалов и масштабируемости, эти технологии смогут обеспечить более безопасные батареи, гораздо более быструю зарядку и существенно больший запас хода. Пока ни одна конструкция не стала безусловным лидером, однако разнообразие подходов показывает, насколько активно индустрия стремится к этому технологическому прорыву.
Так называемый курган с антеннами длиной более 50 метров, происхождение и функции которого до сих пор были неизвестны, оказался погребальным комплексом возрастом более четырех тысяч лет. Однако кто построил в пустыне это сооружение и к какой культуре принадлежал похороненный там человек, пока не ясно.
Часть людей, страдающих депрессией, сталкиваются с состоянием, напоминающим постоянный джетлаг, и почти не реагируют на антидепрессанты. Результаты нового исследования позволили предположить, что у таких пациентов — циркадный подтип депрессии, связанный с нарушением внутренних биологических ритмов организма.
Илон Маск в очередной раз представил автомобиль с беспрецедентными возможностями — буквально умеющий делать кульбиты в воздухе. Еще он разгоняется до 100 километров менее чем за секунду, что много лучше любой машины в истории. Но помогут ли все эти рекорды компании Tesla, которая уже много лет упорно отказывается создавать новые массовые автомобильные платформы? Или правы те, кто считают, что она полным ходом несется к катастрофе?
Илон Маск в очередной раз представил автомобиль с беспрецедентными возможностями — буквально умеющий делать кульбиты в воздухе. Еще он разгоняется до 100 километров менее чем за секунду, что много лучше любой машины в истории. Но помогут ли все эти рекорды компании Tesla, которая уже много лет упорно отказывается создавать новые массовые автомобильные платформы? Или правы те, кто считают, что она полным ходом несется к катастрофе?
То, что ученые первоначально приняли за веточку или часть насекомого, оказалось древнейшим из известных прямых палеонтологических свидетельств существования у ящериц способности произвольно отбрасывать хвост еще в меловом периоде.
Космический телескоп Euclid Европейского космического агентства совершил неожиданное астрономическое открытие: на снимках, сделанных в рамках глубокого обзора северного неба с 16 по 24 сентября 2026 года, исследователи обнаружили неизвестную комету. После тщательной проверки Центр малых планет Международного астрономического союза 8 октября официального подтвердил открытие и присвоил объекту обозначение C/2026 S1.
Новый анализ наблюдений за северной полярной областью Марса заставил ученых пересмотреть представления о составе водяного льда. Выяснилось, что прежние модели заметно искажали одну из его главных характеристик. С учетом этого, местный лед потенциально может быть куда полезнее для персонала будущих марсианских баз.
В большинстве случаев планеты и иные тела, вращающиеся вокруг «нормальных» звезд главной последовательности, формируются достаточно далеко от своих светил, чтобы падать на них. Несмотря на это, теперь астрономы увидели, как красный карлик перетягивает на себя вещество от вращающегося вокруг него объекта. Тот уже делает один оборот вокруг своей звезды меньше, чем за полтора часа, и это время может уменьшаться.
Чтобы выучить новый для себя язык, перестаньте искать в звуках смысл — сосредоточьтесь на самих звуках, посоветовали авторы нового исследования. Они пришли к выводу, что наиболее способные к изучению языков люди обладают врожденной особенностью: замечают мельчайшие звуковые нюансы и потому воспринимают незнакомые иностранные звуки скорее как акустические сигналы, нежели как элементы речи.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно











