Причина підвищеного інтересу вчених до літій-металевих батарей у щільності енергії анода з металевого літію у порівнянні з сумішшю графіту й міді. Різниця між ними настільки велика, що літій називають "матеріалом мрії", здатним здійснити прорив у акумуляторах майбутнього.
Цікаво Нові матеріали для виготовлення катодів підвищать швидкість зарядки акумуляторів у три рази
Особливості відкриття
Фахівці з Каліфорнійського університету у Сан-Дієго спробували розробити літій-металеву батарею, яку можна заряджати та розряджати при вкрай низьких температурах, таких, які зазвичай вимагають додаткових систем обігріву. Для цього вони вирішили вивчити альтернативні типи електроліту, розчину, що переносить іони літію між анодом і катодом.
Метою дослідників була розробка електроліту, який не замерзає і може забезпечувати рух іонів при екстремальних умовах. Вони експериментували з двома типами електроліту, одним, який утворює сильні зв'язки з іонами, та іншим, зв'язки якого набагато слабші. І виявили, що простота, з якою електроліт звільняється від іонів, визначає те, наскільки ефективно батарея функціонує при низькій температурі.
Результати експериментів
Дослідний зразок з електролітом з сильними зв'язками припинив працювати після двох циклів при температурі -60° C. А ось елемент зі слабкими зв'язками продовжував працювати і після 50 циклів, зберігши 76% своєї ємності. При температурі -40° C ємність становила 84%.
Подальші дослідження цих експериментальних батарей показали, що іони розподіляються набагато рівномірніше по аноду, якщо у електроліту більш слабкі зв'язки. В іншому випадку виникають дендрити, що викликають коротке замикання і загоряння літієвих акумуляторів.
На основі цих відкриттів вчені побудували прототип літій-металевої батареї з катодом на основі сірки. Такий пристрій може виявитися корисним в екстремальних умовах крайньої півночі або при дослідженні морських глибин.