Китайские ученые приблизили массовый выпуск твердотельных литиевых батарей: новый электролит работает при давлении 5 МПа

Китайские ученые из Университета науки и технологии заявили о важном шаге к реальному применению полностью твердотельных литиевых батарей. Главная проблема таких источников питания давно известна: чтобы твердый электролит и твердые электроды нормально «сцеплялись» между собой, системе обычно требуется огромное внешнее давление. В лаборатории это еще можно обеспечить, а вот в серийном аккумуляторном блоке добиться десятков и тем более сотен мегапаскалей крайне сложно. Именно поэтому технология годами оставалась, по сути, экспериментальной.

Как сообщается в работе, опубликованной 8 января 2026 года в журнале Nature Communications, исследовательская группа под руководством профессора Ма Ченга предложила новый неорганический твердый электролит. Его состав включает литий, цирконий, алюминий, хлор и кислород и обозначается как 1,4Li2O-0,75ZrCl4-0,25AlCl3. Ключевая особенность материала в том, что он заметно «мягче» привычных твердых электролитов, включая сульфидные аналоги: модуль упругости у него менее 25% от сопоставимых решений, а твердость и вовсе ниже 10%. За счет этого электролит легче деформируется и лучше формирует контакт между слоями.

При этом материал остается именно неорганическим порошком, а не превращается в гель. Это важно для промышленности: такой электролит совместим с производственными методами вроде рулонных процессов и каландрирования, без лишних потерь сырья. Команда собрала небольшие твердотельные элементы в корпусах, применив сухую технологию изготовления, а также катоды с очень высоким содержанием никеля и литий-металлические аноды.

Испытания показали ионную проводимость выше 2 мСм/см при комнатной температуре, то есть на уровне, достаточном для практической работы. В итоге батареи смогли стабильно функционировать при внешнем давлении всего 5 МПа и сохраняли работоспособность на протяжении нескольких сотен циклов.

Отдельно авторы оценили экономику. Если сульфидные электролиты завязаны на дорогой высокочистый сульфид лития, то здесь основным сырьем выступает тетрахлорид циркония. Оценочная стоимость материала составляет около 43,70 доллара за литр, что меньше 5% от цены типичных сульфидных твердых электролитов. Эксперты, на которых ссылаются исследователи, считают, что такой результат способен приблизить переход от лабораторных образцов к массовому применению твердотельных аккумуляторов. Булат Сайрулин