Учени от Калифорнийския университет в Сан Диего тестват усъвършенствани батерии
(снимка: David Bailot/UC San Diego Jacobs School of Engineering)
Ново поколение батерии, които могат да работят при екстремни температури на околната среда, имат дълъг живот и осигуряват добра енергийна ефективност, разработват учени от Калифорнийския университет в Сан Диего. Такива батерии ще съхраняват два пъти повече енергия от съществуващите и ще продължат да работят при силен студ и екстремна топлина.
Усъвършенстваните батерии са базирани на катоди със сяра вместо кобалт – това е значителна стъпка към понижаване на цената им, както и към опазване на околната среда, като в допълнение използват специален електролит с отслабени йонни връзки, който позволява на йоните да се разпределят по-равномерно по време на зареждане.
В рамките на изследването учените са създали висококипяща версия на електролита, проправяйки пътя за батерии, които издържат на екстремна топлина и снижават цената на системите за охлаждане на автомобилните акумулатори.
Използването на литиеви соли и дибутилов етер с точка на кипене 141 °C позволява създаване на електролит, който не кипи при нагряване до „трицифрени” температури на околната среда – подобни условия са съвсем реални при особено високи температури на въздуха и голямо натоварване на батерията. Също така, новият електролит, в комбинация с катоди, съдържащи сяра, остава работещ при температура на въздуха от -40 ° C.
Ефективността на клетките при висока температура се тества в пещ, загрята до 50 °C
(снимка: David Bailot/UC San Diego Jacobs School of Engineering)
По време на експериментите учените доказват, че при охлаждане до -40 °C новата батерия запазва 87,5% от енергийния си капацитет, а при температура от 50 °C – 115,9%. Такъв важен показател на батериите като Кулоновата ефективност остава над 98% в определения температурен диапазон. С други думи, загубата на ток, получен от зарядното устройство, е по-малка от 2%.
Работата по новата батерия е публикувана в научното издание Proceedings of the National Academy of Sciences. Преди да разработят комерсиално жизнеспособна технология за масово производство на литиево-серни батерии, учените възнамеряват да се съсредоточат върху удължаване на живота им и допълнително разширяване на работния температурен диапазон.