Ведущая команда ученых из Китая под руководством профессора Чжао Цина из Нанькайского университета совершила значительный прорыв в области аккумуляторных технологий. Им удалось создать литиевый аккумулятор, плотность энергии которого достигает 700 Вт·ч/кг — это почти в три раза больше, чем у большинства современных батарей для электромобилей.
Об этом сообщает KURAZH
Революция в плотности энергии
На сегодняшний день лучшие аккумуляторы, которые используют в дорогих электрокарах, имеют плотность энергии около 250–255 Вт·ч/кг. Даже твердотельные батареи, на которые возлагают большие надежды, пока что не превышают 500 Вт·ч/кг. Однако разработка китайских исследователей — при участии специалистов из Шанхайского института космических источников энергии — позволила поднять эту планку до 700 Вт·ч/кг.
Для водителей это означает значительно больший запас хода электромобилей без увеличения веса транспортного средства. Теперь производители могут уменьшить массу аккумуляторных блоков и одновременно повысить эффективность машин. Благодаря новой технологии ту же самую количество энергии можно разместить в значительно более легком корпусе, что открывает путь к созданию более легких и экономичных электрокаров.
Инновации в химии: использование фтора
Ключом к такому впечатляющему результату стала смена состава электролита, который является основной жидкостью внутри аккумулятора. В традиционных литий-ионных батареях электролит содержит соли лития и карбонатные растворители, где за перенос ионов отвечают атомы кислорода. Однако такая смесь слишком вязкая и ограничивает скорость переноса энергии.
Группа ученых решила заменить кислород на фторированные углеводородные растворители. Благодаря этому электролит стал менее вязким и значительно лучше проводит ионы, что позволило уменьшить его объем и повысить скорость передачи энергии.
«Китайские исследователи, результаты работы которых опубликовал журнал Nature, пошли другим путем. Они создали новый тип электролита на основе фторированных углеводородных растворителей. Заменив кислород на фтор, ученые сделали жидкость значительно ‘текучей’. Это позволило уменьшить количество необходимого электролита и ускорить передачу энергии. Фактически, они устранили ‘узкое место’ в химии батареи, которое годами ограничивало ее производительность».
Высокая эффективность на морозе
Еще одним важным преимуществом новых батарей стала их стойкость к низким температурам. Традиционные аккумуляторы теряют эффективность на морозе, поскольку электролит густеет и замедляет движение ионов. В тестах новые элементы стабильно работали при температуре -26°C, сохраняя плотность энергии на уровне 400 Вт·ч/кг. Это превышает показатели даже самых современных аккумуляторов при обычных условиях, что делает технологию особенно актуальной для регионов с суровым климатом.
Открытие китайских ученых может коренным образом изменить облик электромобилей, сделать их легче, эффективнее и пригодными для эксплуатации даже в самую холодную пору года.
