Группа китайских ученых из Университета Дунхуа, Университета Фудань в Шанхае и Университета Внутренней Монголии предложила новый способ решения проблемы снижения эффективности литий-ионных аккумуляторов при низких температурах. Ученые предлагают использовать литий-титановый фосфат (LiTi₂(PO₄)₃ или LTP), который может значительно улучшить работу батарей в условиях холода. Об этом сообщает Tech Xplore.
Литий-ионные батареи являются основным источником питания для многих современных устройств от мобильных телефонов до электромобилей, а также для хранения энергии, полученной от солнца и ветра. Однако при снижении температуры их производительность значительно падает, что создает трудности для таких технологий как электрические транспортные средства, авиация и военное оборудование.
Существующие решения, такие как встроенные нагреватели или улучшенные электролиты, могут существенно увеличить стоимость производства аккумуляторов и снизить их эффективность. В ответ на это китайские ученые предложили новый подход: использование электродов, изготовленных из материалов с отрицательным тепловым расширением (NTE), в частности, литий-титановый фосфат (LTP), способный сохранять стабильную производительность при низких температурах.
Исследователи обнаружили, что при низких температурах изменяются колебания атомов в структуре материала, что приводит к увеличению расстояния между определенными атомами кислорода в решетке. Это, в свою очередь, облегчает хранение ионов лития, улучшая их диффузию.
По результатам испытаний, при температуре -10°C, скорость диффузии ионов лития в LTP остается на уровне 84% от показателей при 25°C, что является высоким результатом для таких условий. Дополнительно электрохимические тесты показали, что аккумуляторы с углеродным покрытием, изготовленные на основе LTP, демонстрируют высокую емкость, скоростную способность и сохранение емкости в течение 1000 циклов заряда/разряда.
Этот новый материал может стать ключевым фактором повышения эффективности литий-ионных аккумуляторов в холодных условиях, что имеет большое значение для широкого спектра современных технологий.
