Китайские исследователи разработали аккумулятор с органическим составным электродом, способный работать при -70 градусах Цельсия. Это меньше, чем способен любой литий-ионный аккумулятор.
Такой температурный диапазон достаточный, чтобы работать в любой точке Земли, за очень редким исключением (самая низкая температура на планете зафиксирована в Антарктиде на станции «Восток» в 1983 году — -89,2°C, а в рекордно низкое значение температуры в Северном полушарии в поселке Верхоянск в Якутии в России — -67,8°C). А также приближает такие аккумуляторы до работы в космическом пространстве, где температура может опуститься до -157 градусов.
Актуальная проблема аккумуляторов
Большинство литий-ионных батарей теряют около 50% своего уровня при температуре -20 градусов Цельсия, а при -40 остается всего 12%. И электролит (химическая среда, которая переносит ионы между электродами), и электроды (положительно заряженный катод и отрицательно заряженный анод) оказывают большое влияние на характеристики батареи.
Когда становится холодно, обычные электролиты становятся медлительными проводниками, а электрохимические реакции, происходящие на границе раздела электролита и электрода, замедляются. Это проблема, которая раздражает исследователей.
Морозостойкие компоненты
Команда экспериментировала с использованием электролита на основе сложного эфира (этилацетата), который имеет низкую температуру замерзания, что позволяет ему проводить заряд при чрезвычайно низких температурах. А для электродов использовались органические полимеры, что в сумме позволило использовать такой аккумулятор при температурах вплоть до -70 градусов Цельсия без потери емкости.
Практическое применение
Исследователи говорят, что такие батареи (в отличие от литий-ионных) являются безопасными для окружающей среды. А потенциальная стоимость электродов — не больше одной третьей от цены электродов в литий-ионной батарее.
Пока это только лабораторная разработка, которая нуждается в некоторых доработках, прежде чем станет коммерчески выгодной. Ее создатели из Шанхайского университета считают, что их удельная энергия (энергия на единицу массы) по прежнему меньше чем у современных литий-ионных образцов. Но они будут работать над раскрытием потенциала.