Владельцы электромобилей знают, как быстро тает заряд аккумулятора зимой. Однако группа исследователей из Нанкайского университета в Китае представила решение, которое может навсегда избавить владельцев электромобилей от страха перед морозами. Новый тип электролита позволяет литиевым батареям стабильно работать при температуре до −50 °C. Статья об открытии опубликована в журнале Nature.
Традиционные электролиты на основе азота или кислорода становятся вязкими на морозе, что замедляет передачу заряда. Ученые заменили их на монофторированные гидрофторуглероды (HFC). Это позволило достичь плотности энергии больше 700 Вт-ч/кг при комнатной температуре и около 400 Вт-ч/кг в условиях экстремального холода.
Основная проблема обычных батарей — сильная связь между растворителем и ионами лития, которая блокирует их движение при низких температурах. Новые HFC-растворители имеют слабую координационную связь с литием. Это «освобождает» ионы, позволяя им быстро перемещаться даже в загустевшей среде.
Высокая плотность энергии и устойчивость к холоду делают эти батареи идеальными не только для электромобилей в северных регионах, но и для аэрокосмической отрасли. В условиях большой высоты или открытого космоса, где температуры крайне низки, такие накопители энергии обеспечат надежную работу приборов без громоздких систем подогрева.
Исследователи отмечают, что, меняя количество атомов углерода и фтора в молекулах HFC, можно создавать электролиты с температурой кипения выше 100 °C. Это означает, что в будущем батареи станут не только морозостойкими, но и невероятно устойчивыми к перегреву, что значительно повысит их безопасность и долговечность.
Ранее Наука Mail рассказывала об альтернативной батарее, работающей на рассоле для тофу.
