Китайские ученые из Шанхая и Тяньцзиня разработали инновационный электролит для литий-ионных батарей на основе гидрофторуглеродов, который позволяет достигать более чем вдвое большей плотности энергии по сравнению со стандартными решениями.
Об этом сообщает ProIT
Преимущества новой технологии для электромобилей
По словам разработчиков, новый химический состав демонстрирует стабильную работу даже при экстремально низких температурах до –70°C. Это открывает перспективы для создания аккумуляторов с более длительным сроком службы и повышенной надежностью, что особенно важно для электротранспорта. Исследование показало, что электролиты на основе гидрофторуглеродов эффективно преодолевают ограничения традиционных батарей по мощности и плотности энергии. При одинаковой массе аккумулятора запас энергии при комнатной температуре может увеличиваться в два-три раза по сравнению с типичными моделями, что позволяет увеличить запас хода электромобилей с 500–600 км до 1000 км на одном заряде. Кроме того, технология имеет потенциал для улучшения характеристик смартфонов, дронов, робототехники и космических аппаратов.
Отличия от традиционных батарей и дальнейшие перспективы
Традиционно в составе электролитов для Li-ion-батарей использовали соединения на основе кислорода и азота, которые хорошо растворяют соли лития. Однако такие вещества теряют эффективность при высоких нагрузках, что приводит к снижению производительности на морозе, замедляет зарядку и может создавать риски для безопасности. Новые электролиты на основе фтора, разработанные учеными из Нанькайского университета и Шанхайского института космических источников энергии, отличаются низкой вязкостью, повышенной стабильностью и лучшими характеристиками при низких температурах.
Исследователи использовали электролит на базе водорода, фтора и углерода для создания литий-металлических пакетных элементов с плотностью энергии более 700 Вт·ч/кг при комнатной температуре и около 400 Вт·ч/кг при –50°C. Для сравнения, обычные Li-ion-батареи обеспечивают около 136 Вт·ч/кг при комнатной температуре и 68 Вт·ч/кг при –20°C. Ученые подчеркивают, что даже при –70°C новый электролит сохраняет высокую эффективность и стабильность при циклах зарядки-разрядки.
«Разработчики отмечают, что на данный момент высокотемпературная стабильность электролита требует улучшений. Повышение температуры кипения электролитов может открыть возможности для применения в любых климатических условиях, сделав эту технологию жизнеспособной в более широком диапазоне сред».
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature. В будущем усовершенствование высокотемпературной стабильности откроет новые возможности для массового внедрения этой технологии в различных сферах, включая транспорт, мобильные устройства и космическую отрасль.