Opracowali nowe baterie odporne na mróz. Producenci samochodów elektrycznych będą się o nie zabijać
Mróz potrafi sparaliżować elektronikę. Smartfony wyłączają się niemal w mgnieniu oka, a laptopy stają się bezużytecznymi cegłami. Ale co, gdybyśmy mieli baterie, które działają bez problemu nawet w temperaturze - 80 stopni Celsjusza? Zespół naukowców opracował właśnie nowy elektrolit, który umożliwia akumulatorom litowo-jonowym wydajną pracę w bardzo niskich temperaturach.
Międzynarodowy zespół kierowany przez Fan Xiulin, profesora na Uniwersytecie Zhejiang, poinformował, że udało mu się opracować technologię umożliwiającą skuteczną pracę akumulatorów w temperaturach nawet do - 80 stopni Celsjusza. Badacze mają nadzieję rozwiązać tym samym problemy związane z obsługą i ładowaniem akumulatorów do pojazdów elektrycznych i lotnictwa w ekstremalnych temperaturach.
Szybko i długo nawet w mroźne dni
Stworzenie akumulatorów litowo-jonowych działających bez problemu w niskiej temperaturze jest wyzwaniem ze względu na trudność w osiągnięciu równowagi pomiędzy wysoką gęstością energii, szerokim zakresem temperatur roboczych i możliwością szybkiego ładowania akumulatora.
Więcej o bateriach przyszłości przeczytasz w Spider`s Web:
Wszystkie te cechy zależą od elektrolitu - składnika akumulatora, który przemieszcza jony pomiędzy elektrodami. Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół stworzył elektrolit składający się z maleńkich cząsteczek specjalnego rozpuszczalnika.
Według badań elektrolit ułatwił ultraszybkie ładowanie w zimnym otoczeniu. Dzięki temu akumulatory litowo-jonowe mogły działać z dużą pojemnością i stabilnością, a akumulator można naładować do 80 proc. swojej pojemności w ciągu 10 minut przy ekstremalnie niskich temperaturach.
Innowacyjny elektrolit zwiększa wydajność akumulatora
Sole litu zmieszane z rozpuszczalnikiem organicznym są typowymi składnikami elektrolitów do akumulatorów litowo-jonowych. Jednak po czterech latach badań, które obejmowały testowanie wielu rozpuszczalników w szerokim zakresie temperatur, naukowcy użyli do wytworzenia elektrolitu rozpuszczalnika znanego jako fluoro acetonitryl.
Badacze testowali go z użyciem miękkich akumulatorów litowo-jonowych i odkryli proces nazwany przez nich "transportem kanałowym ligandu", podczas którego małe cząsteczki rozpuszczalnika w elektrolicie tworzą dwie warstwy wokół jonów litu i tworzą kanały, przez które przemieszczają się jony.
Mechanizm ten umożliwia wytwarzanie wysokoenergetycznych akumulatorów, które mogą działać w trudnych warunkach. Badacze odkryli też, że opracowana przez nich koncepcja konstrukcji elektrolitu doskonale sprawdza się w przypadku akumulatorów litowo-jonowo-sodowych i potasowo-jonowych.
Szczegóły badań zespołu opublikowano w czasopiśmie Nature.
