В Саратове нашли способ значительно повысить эффективность аккумуляторов

/ 11 августа 2026 08:56

Ученым Саратовского государственного университета удалось смоделировать новый материал для аккумуляторов, который способен ускорить процесс зарядки в полтора раза и увеличить емкость батареи в пять раз по сравнению с современными аналогами. Предварительные испытания показывают, что аккумуляторы на основе этого материала сохраняют свои характеристики даже при экстремально низких и высоких температурах, что открывает путь к созданию более совершенных источников питания для смартфонов, ноутбуков и электромобилей.

В современных аккумуляторах заряд накапливается и расходуется за счет движения ионов лития (Li⁺) между электродами. Эффективность батареи зависит от того, насколько свободно эти частицы перемещаются внутри устройства и насколько много ионов может накапливать электрод. Обычно для хранения заряда используются материалы с высокой емкостью, которые при этом чувствительны к перепадам температур. Кроме того, стандартные литий-кобальтовые катоды (LiCoO₂) теряют свои свойства при частых циклах зарядки и разрядки, что приводит к снижению качества аккумуляторов с течением времени.

Исследователи СГУ предложили модифицировать материал электродов с использованием графена — ультратонкого углеродного слоя толщиной всего в один атом. Компьютерное моделирование показало: чередование слоев графена и LiCoO₂ позволяет создать более эффективный материал для аккумуляторов. Наиболее удачным вариантом оказалась структура, в которой на восемь частей оксида кобальта с литием приходилась одна часть графена по массе. Такой состав обеспечил движение ионов со скоростью в 1,6 раза выше по сравнению с чистым LiCoO₂, а зарядка стала занимать заметно меньше времени. Емкость увеличилась более чем в пять раз, и при этом показатель оставался стабильным даже в диапазоне температур от −40 °C до +80 °C.

Ученые отмечают, что реальные свойства нового материала еще предстоит проверить в лабораторных условиях. Планируется провести дополнительные расчеты, чтобы понять, как процессы отделения ионов лития от электрода влияют на эксплуатационные характеристики батареи.

По словам исследователей, эта работа приближает появление смартфонов и ноутбуков, которые смогут заряжаться за считанные минуты и работать по нескольку дней, а также развитие электромобилей с запасом хода, сравнимым с бензиновыми автомобилями. При этом такие устройства сохранят работоспособность даже в сложных климатических условиях.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Energy Storage. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

Общество