Морозостойкая архитектура востребована среди аккумуляторов будущего. Освоение космоса, исследование глубин океана, эксплуатация электроники в крайних широтах, электротранспортная сфера и многие другие направления нуждаются в технологии, способной отдавать энергию при экстремально низкой температуре.
Среди прочих аккумуляторных изобретений самая многообещающая и наиболее вероятная в коммерческом релизе — литий-металлическая низкотемпературная батарея.
Литий-металлический аккумулятор — экспериментальный проект внедрения чистого металлического лития в качестве анода литий-ионной батареи вместо смеси материалов (графита и меди, например).
Чем обоснованы перспективные черты этого аккумулятора будущего?
Учёные заявляют, что фактически это первая перезаряжаемая литий-металлическая батарея, которая может обеспечивать значительную плотность энергии при полноценной работе с разрядом и зарядом в мороз до -60°C. Напомним, современная технология литий-ионных батарей (Li-Ion Battery) предусматривает эксплуатацию в пределах от -20°C до +60°C.
Заряжать такие аккумуляторы при температуре ниже 0°C нельзя (да и не получится из-за внутреннего сопротивления).
Холодная температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает ёмкость литий-ионной батареи. Почему?
Так, например, производители электромобилей с тяговыми Li-Ion батареями даже вынуждены использовать нагреватели. Даже самые лучшие и дорогие разработки в области электрохимических накопителей энергии полагаются именно на согревание (или хотя бы сохранение рабочего диапазона температуры).
Калифорнийский университет UCSD предлагает усовершенствовать электролит. Нужно сделать так, чтобы он попросту не замерзал.
В UCSD смогли создать прототип. По сути это готовый экземпляр литий-металлической батареи с катодом на основе серы, анодом из чистого лития и слабо связывающим электролитом. Разработка представляет собой законченное решение для сверхнизкотемпературных батарей.
Финальное исследование литий-металлического аккумулятора UCSD и описание прототипа опубликовано в научном журнале Nature Energy.
Фактически в настоящее время нам с вами остаётся только утеплять гаджеты и подогревать электромобили, чтобы пользоваться литий-ионной технологией в зимних условиях. Но литий-металлический аккумулятор будущего гораздо лучше работает в морозы. И он сможет найти применение в экстремальных условиях в обозримом будущем.
