Исследователи разработали новый анодный материал на основе углерода, благодаря которому литий-ионные батареи сохраняют свою работоспособность даже при -35 °C.
Многие сталкивались с ситуацией, когда при сильном морозе аккумулятор смартфона или автомобиля начинает хуже функционировать или вовсе отключается. Это связано с тем, что в таких условиях анод (обычно графитовый) плохо удерживает и передает заряд. Недавно ученые установили, что причина такого ухудшения электрических характеристик кроется в плоской молекулярной структуре графита.
Для решения проблемы команда из Американского химического общества использовала кобальтсодержащий цеолит-имидазолатный каркас для синтеза нового анода, состоящего из 12-сторонних углеродных наносфер. Во время лабораторных экспериментов его искривленная структура продемонстрировала отличные возможности переноса электрического заряда.
Затем исследователи проверили характеристики материала в качестве анода внутри обычного литий-ионного аккумулятора в форме монеты. При температуре -20 °C он демонстрировал стабильную зарядку и разрядку, высокую обратимую емкость в 624 мА·ч/г с сохранением емкости 85,9% при 0,1 А/г. Для сравнения, в таких условиях батареи с другими углеродными анодами почти не держат заряд.
Команда решила пойти дальше и снизить температуру воздуха до -35 °C. Однако даже в таких условиях анод из наносфер продолжал нормально функционировать, высвобождая почти 100% накопленного аккумулятором заряда, а его обратимая емкость сохранилась на уровне 160 мА·ч/г после 200 циклов.
По словам исследователей, использование материалов с римановой поверхностью в литий-ионных аккумуляторах открывает путь к применению их в качестве источников энергии даже при экстремально низких температурах.
Напомним, что ранее ученые случайно нашли способ получения редкой формы серы, которая позволит утроить зарядную емкость аккумуляторов.
Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.