Учёные усовершенствовали работу аккумуляторов при минусовых температурах

Являясь источником энергии для электромобилей и многих других видов экологически чистого транспорта, усовершенствования аккумуляторных технологий должны улучшить их характеристики по ряду важных аспектов. И речь не только про увеличение автономности, но и про то, насколько хорошо такие аккумуляторы могут работать при минусовых температурах. Низкая температура может быть весьма проблематичной для литий-ионных аккумуляторов, это приводит к значительным потерям ёмкости. Но у китайских учёных есть своё решение этой проблемы.

Пока одни исследователи предлагают использовать встроенные датчики температуры, которые перенаправляют электрические токи для прогрева батарей изнутри, другие настаивают на том, чтобы такие нюансы были учтены в конструкции батареи следующего поколения. Во втором случае учёные акцентировали внимание на один из двух электродов литий-ионной батареи, известный как анод. Как правило, он сделан из графита, и недавние исследования показали, что плоская природа таких анодов способствует снижению способности батареи передавать энергию на холоде. В новом дизайне батареи используется материал ZIF-67, известный как кобальтсодержащий цеолит имидазолатный каркас, нагретый до высокой температуры. Его крошечные структуры имеют шероховатую поверхность и отлично переносят электрический заряд, поэтому могут использоваться в качестве анода в батарее.

Эксперименты показали, что такая батарея может сохранять стабильность во время зарядки и разрядки при температуре от 25 °C до -20 °C. При температурах чуть ниже нуля батарея сохраняла 85,9% своей ёмкости. Параллельно проводились испытания и других литий-ионных аккумуляторов, которые почти не держали заряд при минусовой температуре. Даже при падении температуры до -35 °C аккумулятор с бугристым анодом всё ещё мог заряжаться и высвобождать почти весь свой заряд во время разряда.

Учёные считают, что такая конструкция может расширить функциональность литий-ионных батарей в экстремальных условиях. Это относится не только к электромобилям, но и к летательным аппаратам и даже космическим кораблям.