Многие владельцы электромобилей беспокоятся о том, насколько эффективной окажется аккумуляторная батарея в холодное время года при минусовой температуре. В нынешних аккумуляторах основная проблема заключается в использовании жидкого электролита — это компонент, который позволяет ионам перемещаться между двумя электродами, заставляя батарею заряжаться и разряжаться. По мере снижения температуры электролит становится более плотным, а скорость движения ионов замедляется. Из-за этого эффективность работы аккумулятора падает. Учёные из национальных лабораторий Министерства энергетики США в Аргонне и Лоуренса в Беркли нашли способ решения проблемы.
Они разработали фторосодержащий электролит, который одинаково хорошо работает как при положительных температурах, так и при отрицательных.
«Наша команда не только нашла антифризный электролит, зарядная способность которого не снижается при минус 4 градусах по Фаренгейту (-20 °С — прим. ред.), но мы также обнаружили на атомном уровне, что делает его таким эффективным», — сказал Чжэнчэн Чжан (Zhengcheng Zhang), старший химик и руководитель отдела химических наук и инженерии в лаборатории Аргонны.
Группа исследовала несколько фторсодержащих растворителей. Им удалось определить состав, обладающий наименьшим энергетическим барьером для высвобождения ионов лития из кластеров при минусовой температуре. Они также определили на атомном уровне, почему этот конкретный состав работает так хорошо — всё зависело от положения атомов фтора в каждой молекуле растворителя и их количества.
Во время тестов фторосодержащий электролит сохранял стабильную ёмкость накопления энергии в течение 400 циклов зарядки-разрядки при температуре -20 °С. Кроме того, по словам учёных, их электролит намного безопаснее существующих на карбонатной основе, так как не воспламеняется.
«Сейчас мы патентуем технологию низкотемпературного и более безопасного электролита и ищем промышленного партнера, чтобы интегрировать её в коммерческую продукцию», — Сообщил Чжэнчэн Чжан.
