Причина повышенного интереса ученых к литий-металлическим батарем в плотности энергии анода из металлического лития по сравнению со смесью графита и меди. Разница между ними настолько велика, что литий называют "материалом мечты", способным осуществить прорыв в аккумуляторах будущего.

Интересно Новые материалы для изготовления катодов повысят скорость зарядки аккумуляторов в три раза

Особенности открытия

Специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Диего попытались разработать литий-металлическую батарею, которую можно заряжать и разряжать при крайне низких температурах, таких, которые обычно требуют дополнительных систем обогрева. Для этого они решили изучить альтернативные типы электролита, раствора, который переносит ионы лития между анодом и катодом.

Целью исследователей была разработка электролита, который не замерзает и может обеспечивать движение ионов при экстремальных условиях. Они экспериментировали с двумя типами электролита, один, который образует сильные связи с ионами, и другой, связи которого гораздо слабее. И обнаружили, что простота, с которой электролит освобождается от ионов, определяет то, насколько эффективно батарея работает при низкой температуре.

Результаты экспериментов

Опытный образец с электролитом с сильными связями перестал работать после двух циклов при температуре -60 ° C. А вот элемент со слабыми связями продолжал работать и после 50 циклов, сохранив 76% своей емкости. При температуре -40 ° C емкость составляла 84%.

Дальнейшие исследования этих экспериментальных батарей показали, что ионы распределяются гораздо равномернее по аноду, если в электролита более слабые связи. В противном случае возникают дендриты, которые вызывают короткое замыкание и возгорание литиевых аккумуляторов.

На основе этих открытий ученые построили прототип литий-металлической батареи с катодом на основе серы. Такое устройство может оказаться полезным в экстремальных условиях крайнего севера или при исследовании морских глубин.