Платим блогерам
Блоги
amv212
"Риманова поверхность на углеродном аноде позволяет использовать литий-ионные аккумуляторы при температурах до -35 °C"

реклама

Являясь источником энергии для электромобилей и многих других видов экологичного транспорта, усовершенствование технологии аккумуляторов может положительно отразиться на эксплуатационных характеристиках автомобилей по целому ряду важных направлений. Это касается не только показателей дальности хода, но и того, насколько хорошо они могут работать в более холодном климате. Об этом свидетельствует новое исследование, в котором подробно описывается перспективная конструкция батареи для работы при отрицательных температурах.

Новая конструкция анода может улучшить функциональность литиевых батарей в экстремальных условиях. Depositphotos

реклама

Воздействие отрицательных температур на литий-ионные батареи может быть весьма проблематичным и может привести к значительным потерям энергии. В контексте электромобилей это может означать более медленную зарядку и сокращение дальности пробега, а также негативно сказаться на таких системах, как рекуперативное торможение. Такие автопроизводители, как Ford, давно экспериментируют с системами терморегулирования и предлагают оригинальные решения для устранения таких недостатков.

Разрабатывая новую технологию, ученые нацелились на анод - один из двух электродов литий-ионного аккумулятора присоединённый к положительному полюсу устройства. Как правило, они изготавливаются из графита, но недавние исследования показали, что плоская геометрия таких электродов снижает способность батареи передавать заряд на холоде. Поэтому команда попыталась найти альтернативные варианты и в итоге добилась весьма интересного результата.

Новая концепция основана на применении микропористого содалитоподобного имидазолата кобальта ZIF-67 (довольно известного в металлоорганической химии полимера), из которого при воздействии высоких температур (от 425 до 600 °C) формировались 12-гранные углеродные наносферы. Эти крошечные структуры имели бугристую поверхность, которая, как, оказалось, обладает отличными способностями к переносу электрического заряда. Поэтому ученые использовали их в качестве анодного материала для небольшого монетовидного аккумулятора, с литий-металлическим катодом.

Как показали эксперименты, батарея сохраняет стабильность при зарядке и разрядке при температуре от 77 °F (25 °C) до -4 °F (-20 °C). При температуре чуть ниже нуля аккумулятор сохранял 85,9 процента своей емкости. Эти испытания проводились наряду с другими моделями литий-ионных батарей, которые, как выяснилось, практически не держат заряд при низких температурах. Даже при понижении температуры до -31 °F (-35 °C) батарея с новым анодом по-прежнему могла заряжаться и отдавала почти весь свой заряд во время процесса разряда. 

По словам исследователей, "полученные результаты свидетельствуют о том, что подобная конструкция может расширить функциональность литий-ионных батарей в экстремальных условиях, и это может быть применимо не только к электрическим автомобилям, но и ко всему остальному - от беспилотников до космических кораблей и множеству других полезных технологий".

Исследование было опубликовано в журнале ACS Central Science.

Источники: Американское химическое общество, CS Central Science, Московский инновационный кластер
(https://i.moscow/patents/RU2711317C1_20200116)
(https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscentsci.2c00411) (https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2022/acs-presspac-june-8-2022/lithium-ion-batteries-that-last-longer-in-extreme-cold.html)

4
Показать комментарии (4)

Популярные новости

Популярные статьи

Сейчас обсуждают