Конец «зимней тревоге» электромобилей: ученые представили батарею, не боящуюся холода и заряжающуюся в 3 раза быстрее.
Одна из главных проблем, сдерживающих массовый переход на электротранспорт — резкое падение емкости аккумуляторов на холоде. Ученые Нанкайского университета в Китае, похоже, нашли элегантное решение этой проблемы, совершив прорыв в конструкции литиевых батарей.
Исследователи отказались от традиционного графитового анода, заменив его литиевым металлом, и полностью перепроектировали систему электролита. Новая конструкция обеспечивает равномерное осаждение лития, решая проблему образования дендритов — кристаллических наростов, которые могли пробить барьер между электродами и вызвать короткое замыкание.
Результаты лабораторных испытаний впечатляют:
Удельная энергоемкость новой батареи составляет около 700 Вт·ч/кг при комнатной температуре и около 400 Вт·ч/кг при экстремальных -50°C.
Для сравнения, современные аккумуляторы для электромобилей обеспечивают 140–200 Вт·ч/кг, что соответствует двукратному или трехкратному увеличению запаса хода.
Улучшенная конструкция электролита ослабляет силу удержания ионов лития, обеспечивая более чистое взаимодействие с электродами и ускоряя процесс зарядки. Кроме того, новая батарея сохраняет низкую вязкость и ионную проводимость даже в экстремальный холод — свойство, недостижимое для существующих аккумуляторов.
Помимо электромобилей, более легкие и емкие аккумуляторы открывают новые возможности для дронов и беспилотных аппаратов, которые смогут летать дальше и выполнять более сложные задачи. И хотя до коммерческого внедрения технологии еще далеко, сам факт решения проблемы дендритообразования открывает путь к созданию безопасных и высокоэффективных литий-металлических батарей, способных работать в любых климатических условиях.
