Нові акумулятори подвоять запас ходу електромобілів

Науковці розробили нову технологію літієвих батарей, яка може суттєво збільшити запас ходу електромобілів та покращити їхню роботу в холодну погоду. Дослідники заявляють, що нові елементи живлення мають майже втричі більшу енергетичну щільність, ніж сучасні акумулятори.

Про це повідомляє Новини.LIVE з посиланням на Arenaev.

Вчені знайшли спосіб підвищити потужність літієвих батарей

Відповідне дослідження опублікували 25 лютого в журналі Nature. Його провела команда вчених під керівництвом професора Чжао Ціна та академіка Чень Цзюня з Нанкайського університету разом із дослідником Лі Юном із Шанхайського інституту космічних джерел енергії.

Науковцям вдалося досягти енергетичної щільності батареї на рівні 700 Вт·год/кг. Для порівняння, більшість сучасних акумуляторів для електромобілів мають показник приблизно 250–255 Вт·год/кг, а перспективні твердотільні батареї — близько 500 Вт·год/кг.

Щоб зрозуміти значення цього показника, дослідники порівнюють батарею з паливним баком — якщо два акумулятори мають однакову вагу, але один здатний зберігати втричі більше енергії, автомобіль зможе проїхати значно більшу відстань без підзарядки.

Ключем до підвищення ефективності стала зміна електроліту — рідини всередині батареї, яка допомагає рухатися іонам літію. У традиційних акумуляторах використовують суміш солей літію та карбонатних розчинників, де рух іонів забезпечують атоми кисню. Однак така рідина досить густа, повільно поширюється і гірше працює при низьких температурах.

Китайські дослідники запропонували альтернативу — електроліт на основі фторованих вуглеводневих розчинників. У цій системі рух літію забезпечують атоми фтору. Завдяки цьому рідина стає більш текучою і потребує меншої кількості для ефективної роботи батареї.

Новий акумулятор демонструє високу ефективність навіть у сильний мороз. Якщо традиційні батареї часто втрачають продуктивність на холоді, то нові елементи можуть працювати при температурі до -50 °C. Навіть за таких умов їхня енергетична щільність становить майже 400 Вт·год/кг, що перевищує показники багатьох сучасних батарей при кімнатній температурі.

Вчені пояснюють, що під час розробки їм довелося точно збалансувати структуру електроліту, щоб забезпечити вільний рух атомів літію. Перехід від кисню до фтору дозволив усунути основні обмеження, які раніше стримували продуктивність батарей.

Сьогодні багато компаній роблять ставку на твердотільні акумулятори, які вважають майбутнім галузі. Однак навіть вони зазвичай досягають приблизно 400 Вт·год/кг. Нове дослідження показує, що рідинні літієві батареї також можуть значно перевершити ці показники, якщо правильно підібрати хімічний склад.

У перспективі такі батареї можуть використовуватися не лише в електромобілях, а й у вантажному транспорті, авіації, робототехніці та навіть космічній техніці. Хоча показник 700 Вт·год/кг стосується окремого елемента батареї, навіть після інтеграції у повну систему приріст ефективності може залишатися значним.

Раніше ми розповідали про чотири ознаки несправності двигуна в автомобілі. Експерти назвали головні показники, які можуть вказувати на те, що незабаром машині знадобиться ремонт.

А також дізнайтеся про жахливі наслідки, яких не уникнути при жорсткій економії пального.