Газообразный электролит для очень холодных батарей

Литий-ионные батареи, которые сейчас очень широко используются не только в различных электронных гаджетах, но и в электрических транспортных средствах, плохо работают при температурах ниже нуля. И вот новая разработка ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего позволит устранить этот недостаток.

Традиционная литий-ионная батарея сохраняет свою производительность до температуры минимум -20 °C (-4 °F). Но ведь на улице, особенно в северных районах нашей планеты может быть и -40 °C. И если электронный гаджет (мобильный телефон, смартфон или планшет) можно просто спрятать в карман или же его хоть немного защищает чехол, например чехол iphone 7, то большую и тяжелую батарею электромобиля никуда от холода не спрячешь.

Результатом нового исследования ученых из Калифорнийского университета стал особый газообразный электролит, который заменит традиционный в литий-ионной батарее, благодаря чему аккумулятор сможет функционировать даже при температурах до -60 °C (-76 °F).

Вместо обычных жидких органических растворителей в состав нового газообразного электролита входит сжатый сжиженный газ фторметан. Благодаря очень низкой вязкости достаточная подвижность ионов в аккумуляторе сохраняется даже при чрезвычайно низких температурах, характерных для условий крайнего Севера. Кроме этого, как отмечают сами ученые, новый электролит сохраняет свои физические и электрические свойства также и при комнатной температуре.

И это еще не все. Новый электролит, как показали исследования, предотвращает химические цепные реакции в результате которых литий-ионная батарея может перегреваться и даже, в некоторых случаях, взорваться. Этот механизм действует следующим образом. При достаточно высоких температурах новый газообразный электролит утрачивает способность растворять соли и батарея попросту отключается. После естественного остывания аккумулятор снова возвращается в полностью функциональное состояние.

И еще одно положительное свойство нового электролита заключается в том, что он не способствует образованию дендритов (игольчато-образных соляных отложений лития) между анодом и катодом, которые также могут приводить к перегреву аккумулятора, а кроме того и к существенному снижению количества циклов заряда/разряда, то есть к снижению срока службы батареи.

В исследовании принимали участие профессор университета Ширли Мэнг и доктор Кир Рустиджи. Они отмечают, что новый электролит в будущем можно будет использовать и в электрохимических конденсаторах, а минимально возможную температуру его работы со временем можно будет понизить до -100 °C.

Источник информации: Университет Калифорнии в Сан-Диего (http://ucsdnews.ucsd.edu/)