Совершив новаторский шаг в области аккумуляторных технологий, группа международных исследователей под руководством профессора Фань Сюлиня из Чжэцзянского университета разработала инновационный электролит, который позволяет литий-ионным батареям эффективно работать при сверхнизких температурах, вплоть до -80 градусов по Цельсию.
Создание литий-ионных аккумуляторов, пригодных для работы в условиях низких температур, уже давно является сложной задачей. Это предполагает поиск тонкого баланса между высокой плотностью энергии, широким диапазоном рабочих температур и возможностями быстрой зарядки. Электролит, важнейший компонент, ответственный за перемещение ионов между электродами, поддерживает это хрупкое равновесие. Согласно исследованию группы, опубликованному в журнале Science, их новый электролит, состоящий из мельчайших молекул растворителя, достигает характеристик батареи, которые ранее считались «недостижимыми» для существующих конструкций электролитов.
Новый электролит, разработанный после четырех лет исчерпывающих исследований и экспериментов с различными растворителями, использует фторацетонитрил, демонстрируя неизведанный механизм структурного движения внутри батарей. Этот процесс, получивший название «транспорт по лигандным каналам», включает в себя небольшие молекулы растворителя в электролите, образующие два слоя оболочки вокруг ионов лития, создавая каналы для перемещения ионов. В результате получается электролит с ионной проводимостью в 10 000 раз лучше при температуре -70 градусов по Цельсию, чем у обычных электролитов, что обеспечивает сверхбыструю зарядку в экстремально холодных условиях.
Профессор Сюлин подчеркивает потенциальное применение этих батарей, начиная от телекоммуникаций и заканчивая исследованием Арктики. Исследовательская группа признает, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы гарантировать совместимость электролита с батареями традиционных конструкций.
Тем не менее, этот прорыв открывает двери для разработки высокоэнергетических батарей, способных бесперебойно работать в суровых условиях, что знаменует собой значительный скачок в аккумуляторных технологиях.