Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
РИА Наука

Химики из России выяснили, как повысить емкость батареек в полтора раза

© Fotolia / ratmanerЗарядка смартфона
Зарядка смартфона

МОСКВА, 9 апр — РИА Новости. Российские химики нашли способ повысить энергетическую емкость щелочных батареек и аккумуляторов почти в полтора раза, изучив свойства концентрированных солей лития. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Electrochimica Acta.

Останки взорвавшейся батареиПленка, защищающая аккумулятор от взрыва при перегреве
Ученые создали аккумуляторы, не взрывающиеся при перегревеФизики из Стэнфорда создали новый вид литий-ионных аккумуляторов, которые автоматически отключаются при достижении опасных температур, тем самым избегая взрыва при перегреве, и мгновенно включаются назад после охлаждения.
Сегодня ученые активно ищут замену литий-ионным источникам питания, которые применяют в различных цифровых гаджетах, автономных медицинских приборах, промышленных инструментах и космических зондах. Емкость литий-ионных аккумуляторов относительно невысока, из-за чего их использование в электромобилях и других устройствах, требующих "промышленных" запасов энергии, ограничено.

Простейший способ решить эту проблему, как отмечает Олег Дрожжин, химик из МГУ, — повысить рабочее напряжение аккумулятора: чем оно выше, тем больше энергии он может запасать. Однако это не просто, так как каждый тип электролита, который наполняет аккумуляторы и батареи, "заточен" на работу с конкретным напряжениям, а его понижение или повышение может резко понизить КПД или сроки работы источника питания.

Дополнительная проблема, как отмечают российские ученые, заключается в том, что повышение концентрации солей лития в электролите может сделать его нестабильным — это также мешает повышению емкости и долговечности литий-ионных аккумуляторов. Существующие решения этой проблемы, альтернативные виды солей лития, как отмечает Дрожжин, имеют высокую стоимость, из-за чего редко применяются на практике.

Российские химики решили найти компромисс между стабильностью при высоком напряжении, высокой эффективностью и стоимостью электролита. Для этого они использовали хорошо известную, стабильную и достаточно дешевую соль лития, его соединение с фтором и бором и изучили высоковольтную устойчивость растворов на ее основе при высоких концентрациях вещества.

Электрохимическая ячейка, в которой изучаются механизмы процессов в литий-воздушных аккумуляторах
Ученые МГУ сделали еще один шаг к созданию супермощной батарейки

Как показали опыты, раствор тетрафторбората лития (LiBF4) может запасать энергию при высоких напряжениях, при этом повышение его концентрации не приводит к разрушению электродов батареи, взрывам и другим побочным эффектам. Более того, такие батареи вели себя более стабильно, чем их "обычные" кузины, и теряли меньше емкости при перезарядке — она не падала при повышении концентрации соли.

Дрожжин и его коллеги надеются, что их идея найдет применение в промышленности в ближайшее время и будет использована при создании новых типов щелочных аккумуляторов, ключевой компонент которых — не литий, а натрий или калий. Такие аккумуляторы не будут более емкими, чем их литиевые собраты, но зато стоить будут меньше, что позволит использовать их в качестве "банков электричества" для крупных промышленных объектов.

Работа российских ученых из МГУ и Сколтеха поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ) в рамках Президентской программы исследовательских проектов.

Популярные комментарии
Можно только порадоваться за российских химиков. Вот только нет радости от наших производителей. Ведь эти вещи надо реализовывать и производить новые батарейки. Сможем ли?
9 апреля 2018, 11:49
Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала