Та же мощность, 1/6 веса: как инновации в литиевых батареях переписывают правила энергетики
Та же мощность, 1/6 веса: как инновации в литиевых батареях переписывают правила энергетики
November 5, 2025
На фоне стремительного развития индустрии новой энергетики литий-ионные аккумуляторы, как основные носители энергии, всегда сталкивались с ключевым противоречием между «емкостью» и «весом». Будь то проблема запаса хода электромобилей, транспортные вызовы оборудования для хранения энергии или ограничения срока службы батарей портативной электроники, все это тесно связано с весом литий-ионных аккумуляторов и поддерживающих их конструкций. Однако материальная инновация «та же мощность, 1/6 веса» вносит революционные изменения в индустрию литий-ионных аккумуляторов. Вместо прямого изменения химической системы аккумулятора, она реконструирует «несущий каркас» литий-ионных аккумуляторов, позволяя энергии аккумулятора по-настоящему «работать с легкой нагрузкой».
Для электромобилей вес литий-ионных аккумуляторов обычно составляет 20%-30% от общего веса автомобиля. Это не только увеличивает нагрузку на силовую установку, но и напрямую ограничивает увеличение запаса хода. Аккумуляторные батареи традиционных электромобилей в основном используют стальные или алюминиевые корпуса, и только вес корпуса составляет 15%-20% от общего веса аккумуляторной батареи. После применения нового композитного материала «1/6 веса» ситуация коренным образом изменилась. Данные испытаний от одного автопроизводителя показывают, что для модели автомобиля, оснащенной литий-ионным аккумулятором той же емкости, после замены корпуса аккумуляторной батареи на композитный материал, общий вес автомобиля уменьшился на 8%, а общий запас хода увеличился на 12%. Что еще более важно, ударопрочность этого композитного материала в 3 раза выше, чем у стали. В случае столкновения он может лучше защитить элементы литий-ионного аккумулятора и значительно снизить риск возгорания. Это именно то идеальное состояние «достижения легкости и безопасности», к которому уже давно стремится область безопасности электромобилей.
В области портативного хранения энергии и потребительской электроники расширение возможностей легких материалов для применения литий-ионных аккумуляторов также замечательно. Для традиционных портативных источников питания для хранения энергии, чтобы обеспечить прочность конструкции, их корпуса и внутренние кронштейны в основном используют тяжелые металлические компоненты, что приводит к относительно большому общему весу оборудования и неудобству при переноске. После применения композитного материала «та же мощность, 1/6 веса» вес портативного источника питания для хранения энергии емкостью 1000 Втч может быть уменьшен с первоначальных 8 кг до менее чем 5 кг, при этом прочность конструкции остается неизменной. Для потребительских электронных продуктов, таких как смартфоны и ноутбуки, легкость упаковочных материалов для литий-ионных аккумуляторов является ключевым фактором прямого улучшения пользовательского опыта. Вес литий-ионного аккумулятора, упакованного с композитным материалом, примерно на 10% меньше, чем у традиционного литий-ионного аккумулятора в алюминиевом корпусе. Это означает, что при сохранении того же срока службы батареи толщина смартфона может быть уменьшена на 0,3-0,5 мм, а его вес может быть уменьшен на 5-8 г, что делает легкий и тонкий дизайн больше не за счет срока службы батареи.
С точки зрения промышленных затрат и устойчивого развития, легкие материалы также предоставляют новый путь для оптимизации жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов. В производственном звене энергопотребление при обработке композитных материалов на 40% ниже, чем у металлических материалов, а процесс формования проще, что может сократить время производства и стоимость поддерживающих компонентов литий-ионных аккумуляторов. В транспортном звене уменьшенный вес литий-ионных аккумуляторов и поддерживающего их оборудования означает более низкое энергопотребление на единицу транспортного объема и снижение логистических затрат. Взяв в качестве примера транспортировку аккумуляторных батарей для электромобилей, уменьшение веса на 10% может привести к снижению транспортных расходов на 8%-10% на 1000 километров. В звене переработки некоторые композитные материалы могут быть переработаны, и загрязняющих веществ, образующихся в процессе переработки, меньше, что в высокой степени соответствует зеленым и экологическим характеристикам литий-ионных аккумуляторов.
Материальная инновация «та же мощность, 1/6 веса» разрушает традиционное представление о том, что «вес, производительность и безопасность не могут быть достигнуты одновременно» при применении литий-ионных аккумуляторов. Это не только делает применение литий-ионных аккумуляторов в таких областях, как электромобили, хранение энергии и потребительская электроника, более конкурентоспособным, но и способствует развитию всей индустрии новой энергетики в направлении «более легкой, безопасной, более эффективной и более экологичной». С постоянным совершенствованием и популяризацией этой технологии в будущем мы можем увидеть электромобили с запасом хода более 1000 километров и весом, эквивалентным весу традиционных автомобилей с бензиновым двигателем, портативные электронные устройства, которые можно легко положить в рюкзак и иметь срок службы батареи до одной недели, а также крупномасштабные электростанции для хранения энергии, которые легче развертывать. Все это начинается с переопределения баланса между «легкостью» и «высокой производительностью».