От -20 и ниже. Учёные создают аккумуляторы, устойчивые к суровому климату Сибири

В суровых условиях Сибири, где зимние температуры могут опускаться ниже нуля, учёные Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН работают над созданием литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов, устойчивых к перепадам температур. Эти аккумуляторы не только сохранят свою производительность при -20 °C, но и смогут снизить затраты за счёт использования натрия вместо дефицитного лития.

Современные литий-ионные аккумуляторы активно применяются в повседневной технике и транспорте, однако запасы лития ограничены, а натрий, встречающийся чаще, мог бы удешевить производство. Для создания аккумуляторов требуется особый подбор материалов, и если литий легко внедряется в слои графита, то натрий — с его более крупными ионами — этого сделать не может. Поэтому исследователи сосредоточили усилия на разработке нового материала для анодов.

"Мы искали материал, который будет эффективно работать как в литий-, так и в натрий-ионных аккумуляторах, и решили сосредоточиться на гибридных материалах с дисульфидом молибдена,"

– Анна Ворфоломеева, научный сотрудник ИНХ СО РАН

Результаты показали, что дисульфид молибдена обеспечивает хорошую ёмкость: около 1000 мАч/г для литий-ионных и 400 мАч/г для натрий-ионных аккумуляторов. Исследователи разработали метод быстрого нагревания, увеличивающий расстояние между слоями материала, что позволяет лучше внедрять ионы лития и натрия.

Кроме того, было обнаружено, что материал способен к реакции конверсии, высвобождая элементарную серу и превращая батарею в литий-серную. Однако растворение промежуточных соединений серы в электролите снижает ёмкость, и учёные ищут способы повысить стабильность, добавляя углеродные компоненты и создавая кристаллические дефекты.

В ходе испытаний при температуре от 25 °C до -20 °C аккумуляторы сохраняли ёмкость до 80% для литий-ионных и 60% для натрий-ионных батарей. Исследования продолжаются, и команда планирует проверять работу батарей при более низких температурах в будущем.

Источник: ИНХ СО РАН