Науковці розробили новий електроліт для літій-іонних батарей, який допомагає прискорити заряджання, а також подовжує час роботи на холоді. Навіть за температури у -80 градусів Цельсія з новим електролітом батарея зберегла більш ніж половину потужності, що неможливо із традиційними акумуляторами. Поки слід провести додаткові випробування електроліту, але вчені сподіваються, що їхнє рішення стане у пригоді власникам електромобілів у регіонах, де зима особливо холодна. Про це розповідає New Scientist, стаття вчених опублікована у Nature.
Jochen Tack / Alamy
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Чому змінювали саме електроліт?
Відома проблема літій-іонних батарей, які живлять мобільні телефони, ноутбуки та електромобілі, — погіршення роботи на холоді. За низьких температур вони гірше заряджаються і швидко розряджаються. І чи не основну роль у цьому грає електроліт, що відповідає за рух іонів літію від анода до катода у батареї при заряджанні та розряджанні. На холоді розчин в'язне і починає гірше проводити іони, через що утворюється менше електронів, а отже і знижується продуктивність заряджання і живлення.
При цьому й очевидне рішення знайти нові електроліти насправді не є простим, бо електроліти мають одночасно гарно проводити іони, бути хімічно стабільними, безпечними і не надто дорогими у виготовленні. Потенційний компроміс у цих вимогах знайшли дослідники Чжецзянського університету.
Що особливого у новому електроліті?
Вчені експериментували із різними видами розчинників, які розчиняють солі літію в електроліті. Так виявилося, що найкращі характеристики мають такі електроліти, де розмір молекул розчинника менший. Зокрема добре себе показав фторацетонітрил. З ним електроліт забезпечив у 10 тисяч разів вищу провідність іонів за температури у -70 градусів Цельсія, ніж демонструють за такої ж температури традиційні електроліти.
Моделювання молекулярної динаміки показало, що це пов'язано з тим, що новий розчинник створює подвійну оболонку навколо іонів літію, що допомагає їм ефективніше рухатися. Поки безпечність використання фторацетонітрилу як розчинника ще слід детально дослідити, але науковці сподіваються, що їхні висновки щодо розміру молекул розчинника і його поведінки допоможуть створити ефективніші для роботи на холоді батареї.
- Ще однією проблемою літій-іонних акумуляторів є їхнє займання. І тут теж допоміг новий електроліт, що його нещодавно представили вчені. Він має вогнегасні речовини у собі, які запобігають займанню.