Снижение производительности литий-ионных батарей зимой: найдено решение проблемы

Китайские ученые из Университета Дунхуа и Университета Фудань в Шанхае, а также Университета Внутренней Монголии в Хух-Хото предложили использовать литий-титановый фосфат для решения проблемы резкого снижения производительности литий-ионных аккумуляторов в холодных условиях. Об этом пишет Tech Xplore.

Как отмечают в издании, литий-ионные батареи питают множество современной техники, а также хранят солнечную и ветровую энергию. При понижении температуры производительность этих батарей может резко снизиться, что является проблемой для электромобилей, аэрокосмической и военной техники.

Существующие решения этой проблемы, такие как встроенные нагреватели, улучшенные электролиты или покрытия электродов, увеличивают стоимость и сложность производства аккумуляторов или снижают их производительность.

В качестве альтернативы китайские ученые предложила новый подход: электроды из электрохимических энергоаккумулирующих материалов с отрицательным тепловым расширением (NTE), таких как фосфат лития-титана LiTi 2 (PO 4) 3 (LTP). Группа исследователей использовала LTP в качестве модельного вещества, чтобы продемонстрировать, что электродные материалы со свойствами NTE могут обеспечивать хорошую производительность при низких температурах.

Команда определила, что колебательные моды атомов изменяются при низкой температуре, что увеличивает возникновение особых поперечных колебаний определенных атомов кислорода, увеличивая их расстояния друг от друга и расширяя полости в решетке. Это облегчает хранение и транспортировку ионов лития.

Как отмечают в издании, при -10°C скорость диффузии остается на уровне 84% от значения, полученного при 25°C. Электрохимические испытания LTP с углеродным покрытием при температуре -10°C также показали высокую емкость и высокую скоростную способность, а также сохранение емкости в течение 1000 циклов заряда/разряда.

Напомним, исследовательская группа из Института Пауля Шеррера (PSI) разработала новый процесс, который может повысить эффективность литий-ионных аккумуляторов.

Также сообщалось, что ученые из Департамента энергетических наук и техники DGIST разработали технологию, которая позволяет значительно повысить скорость зарядки литий-серных батарей.