Являясь источником энергии для электромобилей и многих других видов экологически чистого транспорта, усовершенствования аккумуляторных технологий должны улучшить их характеристики в ряде важных аспектов. И дело не только в повышении автономности, но и в том, насколько хорошо такие аккумуляторы могут работать при минусовой температуре. Низкие температуры могут быть довольно проблематичными для литий-ионных аккумуляторов, что приводит к значительной потере емкости. Но у китайских ученых есть свое решение этой проблемы.
Пока одни исследователи предлагают использовать встроенные датчики температуры, которые перенаправляют электрические токи на нагрев батарей изнутри, другие настаивают на том, чтобы такие нюансы учитывались при проектировании аккумуляторов следующего поколения. Во втором случае ученые сосредоточились на одном из двух электродов литий-ионной батареи, известном как анод. Обычно он изготавливается из графита, и недавние исследования показали, что плоская форма этих анодов способствует снижению способности батареи передавать энергию при низких температурах. В новой конструкции батареи используется материал ZIF-67, известный как кобальтсодержащий цеолит-имидазолатный каркас, нагретый до высокой температуры. Его крошечные структуры имеют шероховатую поверхность и отлично передают электрический заряд, поэтому их можно использовать в качестве анода в батарее.
Эксперименты показали, что такая батарея может сохранять стабильность при зарядке и разрядке в диапазоне температур от 25°С до -20°С. При температурах чуть ниже нуля батарея сохраняла 85,9% своей емкости. Параллельно тестировались и другие литий-ионные аккумуляторы, которые почти не держали заряд при минусовой температуре. Даже когда температура упала до -35°C, аккумулятор с неровным анодом все еще мог заряжаться и высвобождать почти весь свой заряд во время разряда.
Ученые считают, что такая конструкция может расширить функциональность литий-ионных аккумуляторов в экстремальных условиях. Это касается не только электромобилей, но и самолетов и даже космических кораблей.
