Китайские ученые разработали устойчивый литиевый аккумулятор, работающий при -80°C

Новый электролит позволяет батареям функционировать в условиях крайне низких температур, значительно расширяя их операционный диапазон.

Важный прорыв в технологии батарей произошел благодаря разработке нового электролита, который позволяет литий-ионным аккумуляторам эффективно работать при сверхнизких температурах.

Международная команда исследователей под руководством профессора Фань Сюйлина из Чжэцзянского университета заявляет, что разработка позволит аккумуляторам работать в условиях до минус 80 градусов Цельсия.

Ученые также обнаружили ранее неизвестный механизм транспортировки ионов в батареях, который может заложить основу для создания высокоэнергетических батарей, способных функционировать в экстремальных условиях, сообщает South China Morning Post (SCMP).

Сюйлин отмечает, что эти батареи могут найти применение в различных областях, таких как телекоммуникации, железнодорожный транспорт, арктические исследования, авиация и электромобили.

Продвижение литий-ионных батарей

Создание литий-ионных аккумуляторов, подходящих для работы в условиях низких температур, было сложной задачей из-за трудности достижения баланса между высокой энергетической плотностью, широким диапазоном рабочих температур и быстрой зарядкой в одном аккумуляторе.

Одна из причин заключается в том, что все эти характеристики зависят от электролита, компонента аккумулятора, который перемещает ионы между электродами, обладающего свойствами, противоречащими друг другу.

Для решения этой задачи команда создала электролит, состоящий из крошечных молекул растворителя, позволяющий достигать характеристик аккумулятора, которые недостижимы с текущими дизайнами электролитов, согласно SCMP.

Согласно их исследованию, электролит обеспечивал ультрабыструю зарядку в холодных условиях. Он позволял литий-ионным батареям работать с большой емкостью и стабильностью при температурах до минус 80 градусов Цельсия. Аккумулятор может быть заряжен до 80% своей емкости за 10 минут при крайне низких температурах.

Инновационный электролит повышает производительность батареи

Электролиты литий-ионных батарей обычно состоят из литиевых солей, смешанных в органическом растворителе. Электролиты ограничивают ионную проводимость или движение ионов в батарее.

Однако, после четырехлетних исследований, которые включали тестирование множества растворителей в широком температурном диапазоне, группа использовала растворитель под названием фторацетонитрил для создания электролита.

Исследователи обнаружили, что электролит способствовал ранее неизвестному способу структурного движения внутри батарей в экспериментах с использованием мягких литий-ионных батарей, также известных как батареи с плоским пакетом, согласно SCMP.

Исследователи называют этот процесс "транспортом через лиганд-канал", при котором маленькие молекулы растворителя в электролите формируют два слоя оболочки вокруг литиевых ионов и создают каналы для прохождения ионов.

Механизм проводимости, облегчаемый лиганд-каналом, делает возможными высокоэнергетические батареи, работающие в суровых условиях. Этот метод позволил их электролиту иметь в 10 000 раз лучшую ионную проводимость при -70 градусах Цельсия, чем стандартные электролиты, согласно SCMP.

Группа обнаружила, что их концепция дизайна электролита работает невероятно хорошо для литий-ионных, натриевых и калиевых аккумуляторов. Согласно команде, это исследование все еще имеет ограничения, так как может потребоваться дополнительное изучение, чтобы гарантировать, что электролит может надлежащим образом функционировать в рамках традиционного дизайна батареи.

Больше информации в моем телеграм-канале, где вы публикуются актуальные новости из мира технологий.

#технологии #электромобили #батарея #зеленаяэнергия #китай

Другие интересные статьи: