В Китае ученые достигли прорыва, который может открыть путь к увеличению запаса хода электромобилей и в целом способствовать электрификации во многих отраслях промышленности. Исследователи из Нанкайского университета перепроектировали систему электролита в литиевых батареях, устранив тем самым критическое препятствие, пишет BGR.
Отмечается, что электролиты в литиевых батареях способствуют перемещению ионов лития. Перемещаясь между электродами, ионы обеспечивают зарядку и разрядку батареи. Традиционные электролиты могут замедлять перенос заряда, но переработанная конструкция улучшает этот процесс за счет ослабления силы удержания ионов лития, что обеспечивает более чистое взаимодействие с электродами.
В издании объяснили, что ученым удалось добиться прорыва благодаря тому, что они отказались от графитового анода, заменив его литиевым металлом. Это изменение позволяет уменьшить толщину и увеличить общую емкость батареи.
Предлагаемые литий-металлические батареи будут использовать меньше электролитов. Без них батарея может хранить больше энергии на единицу веса.
По словам ученых, новая конструкция сохраняет низкую вязкость и ионную проводимость даже в условиях экстремального холода. Ранее исследователи не могли добиться нормальной работы литий-металлических батарей из-за дендритов, которые могут пробить барьер между электродами и вызвать короткое замыкание.
В издании напомнили, что дендриты образуются во время зарядки, когда литий неравномерно накапливается на аноде в процессе, называемом осаждением. Новая конструкция обеспечивает равномерное осаждение, что снижает вероятность образования дендритов.
Исследование, проведенное в лабораторных условиях, показывает, что батареи новой конструкции будут обеспечивать около 700 ватт-часов на килограмм (Вт-ч/кг) при комнатной температуре и около 400 Вт-ч/кг при -50 градусах Цельсия. Современные аккумуляторы для электромобилей обычно имеют емкость 140-200 Вт-ч/кг, что соответствует примерно двукратному или трехкратному увеличению запаса хода.
Кроме того, более легкие аккумуляторы также означают, что дроны и беспилотные аппараты смогут летать дальше с меньшей полезной нагрузкой. Это касается не только военных, но и гражданских дронов, которые занимаются доставкой товаров в некоторых странах. (unian.net)