Новые аккумуляторы удвоят запас хода электромобилей

Ученые разработали новую технологию литиевых батарей, которая может существенно увеличить запас хода электромобилей и улучшить их работу в холодную погоду. Исследователи заявляют, что новые элементы питания имеют почти втрое большую энергетическую плотность, чем современные аккумуляторы.

Об этом сообщает Новини.LIVE со ссылкой на Arenaev.

Ученые нашли способ повысить мощность литиевых батарей

Соответствующее исследование опубликовали 25 февраля в журнале Nature. Его провела команда ученых под руководством профессора Чжао Цена и академика Чэнь Цзюня из Нанкайского университета вместе с исследователем Ли Юном из Шанхайского института космических источников энергии.

Ученым удалось достичь энергетической плотности батареи на уровне 700 Вт-ч/кг. Для сравнения, большинство современных аккумуляторов для электромобилей имеют показатель примерно 250-255 Вт-ч/кг, а перспективные твердотельные батареи — около 500 Вт-ч/кг.

Чтобы понять значение этого показателя, исследователи сравнивают батарею с топливным баком — если два аккумулятора имеют одинаковый вес, но один способен хранить втрое больше энергии, автомобиль сможет проехать значительно большее расстояние без подзарядки.

Ключом к повышению эффективности стало изменение электролита — жидкости внутри батареи, которая помогает двигаться ионам лития. В традиционных аккумуляторах используют смесь солей лития и карбонатных растворителей, где движение ионов обеспечивают атомы кислорода. Однако такая жидкость достаточно густая, медленно распространяется и хуже работает при низких температурах.

Китайские исследователи предложили альтернативу — электролит на основе фторированных углеводородных растворителей. В этой системе движение лития обеспечивают атомы фтора. Благодаря этому жидкость становится более текучей и требует меньшего количества для эффективной работы батареи.

Новый аккумулятор демонстрирует высокую эффективность даже в сильный мороз. Если традиционные батареи часто теряют производительность на холоде, то новые элементы могут работать при температуре до -50 °C. Даже при таких условиях их энергетическая плотность составляет почти 400 Вт-ч/кг, что превышает показатели многих современных батарей при комнатной температуре.

Ученые объясняют, что при разработке им пришлось точно сбалансировать структуру электролита, чтобы обеспечить свободное движение атомов лития. Переход от кислорода к фтору позволил устранить основные ограничения, которые ранее сдерживали производительность батарей.

Сегодня многие компании делают ставку на твердотельные аккумуляторы, которые считают будущим отрасли. Однако даже они обычно достигают примерно 400 Вт-ч/кг. Новое исследование показывает, что жидкостные литиевые батареи также могут значительно превзойти эти показатели, если правильно подобрать химический состав.

В перспективе такие батареи могут использоваться не только в электромобилях, но и в грузовом транспорте, авиации, робототехнике и даже космической технике. Хотя показатель 700 Вт-ч/кг касается отдельного элемента батареи, даже после интеграции в полную систему прирост эффективности может оставаться значительным.

Ранее мы рассказывали о четырех признаках неисправности двигателя в автомобиле. Эксперты назвали главные показатели, которые могут указывать на то, что вскоре машине понадобится ремонт.

А также узнайте об ужасных последствиях, которых не избежать при жесткой экономии топлива.