Сжиженный газ позволяет литиевым батареям эффективно работать при минусе 60 ° C

Основной прорыв в области химии электролита был опубликован в последнем выпуске журнала Science: впервые американские ученые использовали сжиженный газ вместо электролита, чтобы дать литиевым батареям и суперконденсаторам эффективно работать при -60 ° C и -80 °. С соответственно. Эта новая технология не только увеличивает диапазон одноразовых электромобилей в холодные зимние месяцы, но и питает беспилотники, спутники и межзвездные зонды на больших высотах и ​​в холодной среде.

В научном сообществе широко признано, что электролиты являются самым большим узким местом в улучшении производительности устройств для хранения энергии. Жидкие электролиты достигли пределов исследований, и многие ученые в настоящее время сосредотачивают свое внимание на твердых электролитах. Но профессор Йин Менг, директор Центра устойчивой энергетики и энергетики, а также лабораторию хранения и конверсии энергии в Калифорнийском университете, Отдел Яга, привел команду для расследования газообразных электролитов и совершил прорыв. Эти газообразные электролиты могут быть разжижены под определенным давлением и гораздо реже замерзают.

В новом исследовании они выбрали два сжиженных газа - флуорометан и дифторметан - из большого количества газовых кандидатов для изготовления электролитов для батареи LifePo4 и суперконденсаторов, соответственно, расширяя минимальную рабочую температуру литий -фосфатного аккумулята с до -20 ° C. При -60 ° C рабочая температура суперконденсаторов была продлена с -40 ° C до -80 ° C. Кроме того, эти электролиты остаются высокоэффективными при восстановлении нормальной комнаты.

В дополнение к установлению записи о низкой температуре, эти газообразные электролиты обеспечивают дополнительное преимущество в обеспечении, преодолев проблему термического сбегала, которая распространена в литиевых батареях. Thermal Runaway - это порочный цикл тепла в аккумуляторе. Когда аккумулятор работает, температура повышается и инициируется серия химических реакций. Тепло, генерируемое этими реакциями, в свою очередь, приводит к тому, что ячейка становится горячей, клетка расширяется и разрушается. Однако, когда газообразный электролит находится при температуре выше комнатной температуры, он инициирует естественный механизм отключения, чтобы остановить клеточную, теряющую свою проводимость и предотвращение перегрева.

Последнее исследование также преодолевает еще одну серьезную проблему короткого заряда и срок службы литийных батарей. Литийский металл считается окончательным электродом материалом из -за его легкого веса и способности хранить больший заряд, но литий реагирует с обычными электролитами, образуя точечные выступы на поверхности электрода, которые отделяют ячейки и вызывают короткие замыкания, что приводит к слишком мало заряда и разряды. Новый электролит не образует выступов, значительно продлевая обслуживание свободного срока службы батареи.

Исследователи говорят, что затем они достигнут цели эксплуатации литийных батарей при более низких температурах (-100 ° C) и обеспечат новую технологию энергоснабжения для разведки Mars и даже оборудования для разведки глубокого космоса, такого как Юпитер и Сатурн.