Вітчизняні споживачі електромобілів та портативної техніки незабаром можуть побачити суттєві зміни у характеристиках пристроїв. Китайські науковці презентували інноваційні літій-іонні (Li-ion) акумулятори, які обіцяють революціонізувати ринок завдяки значно вищій щільності енергії та вражаючій морозостійкості.
Прорив у технології електролітів
Команда дослідників з Шанхаю та Тяньцзіня розробила новий тип електроліту на основі гідрофторвуглеців. Ця нова хімічна формула дозволяє створити Li-ion-батареї, що мають більш ніж удвічі більшу щільність енергії порівняно з сучасними аналогами. Важливою перевагою є стабільна робота акумуляторів навіть за екстремально низьких температур, аж до –70°C. Це відкриває шлях до виробництва більш потужних, надійних та довговічних батарей, що є особливо актуальним для сфери електромобільності.
Потенціал для електромобілів та іншої техніки
Згідно з даними дослідження, електроліти на основі гідрофторвуглеців дозволяють подолати існуючі обмеження щодо потужності та щільності зберігання енергії. При однаковій масі батареї, нова технологія здатна збільшити обсяг накопиченої енергії вдвічі, а то й втричі за кімнатної температури. Це безпосередньо вплине на запас ходу електрокарів, потенційно збільшивши його з 500-600 км до 1000 км на одному заряді. Окрім автомобільної галузі, ця розробка може покращити показники смартфонів, дронів, роботів та навіть космічних апаратів.
Фундаментальні зміни у структурі батарей
Електроліт є ключовим компонентом Li-ion-батареї, відповідальним за переміщення іонів між позитивним та негативним електродами. Протягом багатьох років розробники використовували сполуки на основі кисню та азоту, оскільки вони ефективно розчиняють солі літію. Однак, при високих навантаженнях, ефективність передачі заряду в таких електролітах знижується, що призводить до падіння продуктивності за низьких температур та уповільнення процесу заряджання. У певних випадках це також може створювати ризики для безпеки.
Інноваційні фторвмісні електроліти
Електроліти, розроблені командою з Нанькайського університету та Шанхайського інституту космічних джерел енергії (SISP) при Китайській корпорації аерокосмічної науки та техніки, демонструють нижчу в’язкість, вищу стабільність та значно покращену продуктивність в умовах низьких температур. Науковці успішно застосували один з фторвмісних електролітів для створення літій-металевих пакетних елементів. Ці елементи досягли щільності енергії понад 700 Вт·год/кг при кімнатній температурі та близько 400 Вт·год/кг при –50°C.
Порівняння з традиційними рішеннями
Для порівняння, стандартні Li-ion-батареї демонструють показники близько 136 Вт·год/кг при кімнатній температурі та лише 68 Вт·год/кг за –20°C. Розробники стверджують, що їхні нові електроліти зберігають високу ефективність та стабільність циклів заряджання-розряджання навіть при –70°C, що є справжнім викликом для сучасних енергетичних технологій.
Думка UA Новини: Ця китайська розробка може стати справжнім game-changer’ом для галузі електромобільності, значно знявши “бензинову тривогу” (range anxiety) у користувачів. Впровадження таких батарей може прискорити глобальний перехід на електротранспорт, роблячи його доступнішим та практичнішим.
Оригінал статті: itc.ua