Исследователи из Тяньцзиньского университета (Китай) предложили новое решение для сохранения мощности литий-ионных батарей при низких температурах. Холод, как правило, приводит к значительной потере мощности батареи, что в случае растущего интереса к электромобилям снижает их конкурентные возможности, так как в данном случае снижается скорость зарядки и уменьшается запас хода.
Ученые решили усовершенствовать один из двух электродов литий-ионного аккумулятора – анод. Обычно он изготавливается из графита, но недавние исследования показали, что его плоская структура снижает способность батареи нести заряд при низких температурах. Поэтому исследователи задались целью найти более эффективный материал.
Инженеры использовали кобальтовые цеолитные имидазолатные каркасы (ZIF-67), которые были нагреты до высоких температур для получения 12-гранных углеродных наносфер. Эти крошечные структуры с нерегулярной поверхностью обладают отличной способностью к переносу электрического заряда. Статья с описанием результатов исследования размещена на сайте New Atlas.
Испытания батареи с новым анодом и катодом, изготовленными традиционно из металлического лития, показали, что она сохраняет стабильность заряда и разряда при температурах от +25 до -20°C. А при температуре ниже нуля батарея сохраняет 85,9% своей емкости. Аналогичные батареи при таких же температурах полностью разряжаются.
Даже при температуре -31°C аккумулятор с “бугристым анодом” продолжал сохранять способность к перезарядке и отдавать почти весь заряд во время зарядки. Разработчики говорят, что у таких устройств большие перспективы, и они могут быть использованы не только в автомобильной промышленности, но и в самолетах и космических кораблях.
