В США разработали энергоёмкий литийсерный аккумулятор, которому не страшны сильный мороз и экстремальная жара

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего разрабатывают новое поколение аккумуляторов, которые смогут работать при экстремальных температурах окружающей среды, будут обладать длительным сроком службы, и при этом обеспечат хорошие энергетические характеристики. Такие аккумуляторы будут запасать в два раза больше энергии, чем существующие, и сохранят работоспособность в лютый мороз и экстремальную жару.

Источник изображения: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering

В основе перспективных аккумуляторов лежат катоды с серой вместо кобальта (это существенный шаг к снижению цен на батареи, а также защита окружающей среды), а также особый электролит с ослабленными ионными связями, который позволяет ионам более равномерно распределяться в аккумуляторах во время зарядки. Эксперименты с электролитом позволили разработать его версию с высокой температурой кипения, а это открывает путь к аккумуляторам, способным выдержать экстремальную жару либо снизить стоимость систем охлаждения автомобильных аккумуляторов.

Использование солей лития и дибутилового эфира с температурой кипения 141 °C привело к появлению электролита, который не закипает при нагреве до «трёхзначных» значений температуры окружающей среды, которая вполне реальна при особенно высокой температуре воздуха и высокой нагрузке на аккумулятор. Также новый электролит в сочетании с катодами, содержащими серу, остаётся работоспособным при температуре воздуха за бортом -40 °C.

В ходе экспериментов учёные показали, что при охлаждении до -40 °C новый аккумулятор сохраняет 87,5 % ёмкости и 115,9 % ёмкости сохраняется при температуре 50 °C. Такой показатель аккумуляторов как кулоновская эффективность сохраняется свыше 98 % в указанном диапазоне температур. Иными словами, потери полученного аккумулятором от зарядного устройства тока составляют менее 2 %.

Работа по новому аккумулятору опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Прежде чем разработать коммерчески выгодную технологию массового производства литийсерных аккумуляторов учёные намерены сосредоточиться на увеличении их срока службы и на ещё большем расширении диапазона рабочих температур.