Китайские разработчики представили литиевый аккумулятор с высоким запасом хода и низкотемпературной стабильностью

Команда ученых из Шанхая и Тяньцзиня представила новый электролит на основе гидрофторуглеродов, который повышает эффективность литиевых батарей в самых разных условиях. По их данным, аккумуляторы с таким электролитом при комнатной температуре продемонстрировали более чем двукратное увеличение энергетической плотности по сравнению с традиционными решениями.

Помимо роста эффективности, новая химическая система сохраняет стабильность и в экстремальной среде: батареи продолжают надежно работать при температурах до −70°C. Это открывает перспективу создания более долговечных и устойчивых аккумуляторов для электромобилей и других устройств, где особенно важны высокая энергоёмкость и надёжность при нагрузках.

В исследовании, опубликованном в прошлом месяце в журнале Nature, ученые показали, как электролиты на основе гидрофторуглеродов помогают преодолеть давние ограничения по мощности и энергоемкости аккумуляторов.

Оказалось, что при одинаковой массе батареи ее емкость при комнатной температуре может увеличиться в два–три раза по сравнению с традиционными конструкциями. Это указывает на реальный путь к созданию значительно более эффективных литиевых аккумуляторов — с потенциалом применения в электромобилях, системах хранения энергии и других энергоемких технологиях.

По оценкам исследователей, такая технология может почти вдвое увеличить запас хода электромобилей — с примерно 500–600 километров до примерно 1000 километров на одном заряде.

Кроме того, новинка способна улучшить работу и других устройств — от смартфонов и дронов до роботов и даже космических аппаратов, особенно в условиях экстремального холода, где обычные батареи работают значительно хуже.

В основе любой батареи лежит электролит — химическая среда, обеспечивающая движение ионов между положительным и отрицательным электродами. На протяжении десятилетий в литиевых аккумуляторах применялись электролиты на основе соединений кислорода и азота, поскольку они хорошо растворяют соли лития. Однако у них есть серьезные ограничения: при нагрузках они хуже проводят заряд, что замедляет зарядку, снижает эффективность на холоде и иногда создает риски для безопасности.

Команда исследователей из Нанкайского университета и Шанхайского института источников энергии космического назначения разработала фторсодержащие электролиты для литий-металлических батарей. Эти материалы обладают меньшей вязкостью, большей стабильностью и лучшей работоспособностью при низких температурах. Даже при температуре −70°C новый электролит сохраняет высокую эффективность и стабильные циклы зарядки-разрядки.

Несмотря на впечатляющие результаты при низких и умеренных температурах, исследователи отмечают, что устойчивость электролита к высоким температурам пока требует доработки. Повышение температуры кипения таких составов позволит создать по-настоящему универсальные аккумуляторы, пригодные для эксплуатации в любых климатических условиях.

В целом разработка указывает на возможный прорыв в технологии аккумуляторов — с потенциалом кардинально изменить рынок электромобилей и других высокотехнологичных отраслей.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram