Китайская исследовательская группа разработала электролит на основе монофторированных гидрофторуглеродных (ГФУ) растворителей, способный достигать плотности энергии более 700 Вт·ч/кг при комнатной температуре и около 400 Вт· ч/ кг при −50 °C, что является значительным улучшением по сравнению с существующими технологиями.
Их работа, недавно опубликованная в журнале Nature , имеет потенциальные области применения в электромобилях, аэрокосмической отрасли и системах хранения энергии для работы в экстремальных климатических условиях.
Замена растворителей электролита В электрохимических устройствах хранения энергии, таких как литиевые батареи, электролитный материал способствует переносу заряда между катодом и анодом.
Этому способствуют растворители, помогающие растворять соли лития.
В качестве растворителей электролита в батареях традиционно используются лиганды на основе кислорода и азота.
Однако эти материалы препятствуют переносу заряда на границе раздела электрод-электролит, особенно в условиях быстрой зарядки или низких температур, из-за сильного связывания.
Ученые пытались модифицировать растворители на основе кислорода и азота, но это часто приводило к увеличению вязкости растворителя или снижению его эффективности при низких температурах.
В качестве замены были предложены гидрофторуглероды (ГФУ) , хотя некоторые исследования показали плохую растворимость солей и нестабильность с металлическим литием.
Однако исследовательская группа, участвовавшая в новом исследовании, полагала, что ГФУ могут лучше растворять соли лития после некоторых модификаций.
«Если удастся точно спроектировать эксклюзивную координацию HFC–F и Li + путем усиления основности Льюиса атомов F, что позволит обеспечить существенное растворение солей лития, то предсказуемо низкие энергии связывания будут способствовать улучшению межфазной кинетики энергоемких батарей», — пишут они.
Более высокая плотность энергии, более низкие температуры Для достижения этих целей команда синтезировала и охарактеризовала шесть различных растворителей на основе ГФУ, а затем протестировала их электрохимические характеристики в дисковых и пакетных элементах в широком диапазоне температур.
Было обнаружено, что вновь синтезированные растворители растворяют соли лития в концентрации >2 моль/л.
Один из растворителей, в частности, превзошел ожидания, хорошо работая даже при температуре −50 °C.
Среди них литий-ионный электролит на основе 1,3-дифторпропана (DFP) обладает всеми преимуществами для энергоемких и низкотемпературных батарей, включая низкую вязкость (0,95 сП), высокую окислительную стабильность (>4,9 В) и ионную проводимость 0,29 мСм·см⁻¹ при −70 °C.
Благодаря включению атомов F в первую сольватационную оболочку, слабая координация F–Li⁺ облегчает процесс осаждения/удаления Li с кулоновской эффективностью (CE) до 99,7% и обеспечивает плотность обменного тока на порядок выше, чем при координации O–Li⁺ при −50 °C.
«Эти электролиты также позволяют использовать литий-металлические пакетные элементы питания при количестве электролита менее 0,5 г·А⁻¹ , достигая плотности энергии более 700 Вт·ч· кг⁻¹ при комнатной температуре и около 400 Вт·ч· кг⁻¹ при −50 °C», — пишут авторы исследования.
Современные высокопроизводительные элементы, такие как используемые в электромобилях, обычно достигают удельной емкости около 250–270 Вт·ч/кг при комнатной температуре, а это значит, что новый электролит обеспечивает значительное улучшение и возможность использования батарей в экстремальных климатических условиях.
Команда отмечает, что дальнейшие улучшения могут еще больше расширить температурный диапазон и повысить стабильность.
Авторы исследования пишут:
«Благодаря дальнейшей модуляции числа атомов углерода и фтора можно создавать высококипящие (>100 °C) ГФУ с хорошо сохраняющейся совместимостью с металлическим литием.
Фитохромная координационная химия открывает многообещающий путь к преодолению предела мощности и плотности энергии батарей».
Сообщает android-robot.com
Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- "Продолжаю верить в справедливость и закон". Владислав Бакальчук раскрыл детали судебных разбирательств с бывшей женой Татьяной Ким...
- В Курской области выявили 28 случаев фиктивной регистрации иностранных граждан...
- Депутат Нилов: у пенсионеров-должников могут удержать до 70% пенсии...
- Принц Гарри и Меган Маркл не могут найти дом после переезда в США...
- "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных...
- «Это вам не Нива»: Рендерные снимки 5-дверной Suzuki Jimny привели автомобилистов в восторг...
00:28, 28 Апр Китай разработал железную батарею, которая в 80 раз дешевле литиевой и может прослужить 16 лет Новая железная батарея выдержала 6000 циклов без потери емкостиКитайские учёные сообщили о важном достижении в разработке аккумуляторов на базе желез...
20:28, 09 Мар Разработан робот для ликвидации разливов нефти Инженеры из Университета RMIT в Австралии создали дистанционно управляемого мини-робота, который собирает нефтяные разливы с помощью инновационной си...
19:11, 06 Апр В сочетании с правильным питанием EMS-тренировки дают заметные результаты уже в короткие сроки EMS-тренировки — это новый и эффективный подход в фитнесе, который сочетает обычную физическую нагрузку с воздействием электрических импульсов на мыш...
13:28, 01 Сен В Китае разработан робот для суррогатного материнства Новая эра репродуктивных технологий Современные достижения в области робототехники и биомедицинских технологий открывают ранее немыслимые возможности...
07:28, 16 Окт Разработан самовосстанавливающий слой для твердотельных литиевых аккумуляторов Ученые придумали новый способ повышения безопасности и производительности твердотельных литий-металлических аккумуляторов (ASSLMB) — технологии источ...
10:28, 22 Авг Разработан метод извлечения до 98% углекислого газа из дымовых смесей разных видов топлива Исследователи из Томского политехнического университета разработали метод извлечения углекислого газа из промышленных выбросов с помощью газовых гидр...
05:28, 23 Апр Золото готово терпеть ради высокой цели Влияние на рынок:1На протяжении конфликта на Ближнем Востоке золото шло вместе с рисковыми активами и имело отрицательную корреляцию с нефтью и долла...
05:28, 20 Авг Из-за коллапса животные с высокой скоростью перемещаются к полюсам Глобальное потепление заставляет виды следовать инстинкту самосохранения. Эксперты провели масштабный анализ того, как менялись области обитания живы...
12:28, 01 Янв Заболеваемость гриппом в Тверской области остается высокой Тверское региональное Управление Роспотребнадзора сообщило, что за минувшую неделю в Верхневолжье зарегистрировано 8 тысяч новых больных с респиратор...
16:28, 11 Сен Набиуллина: Норма сбережений россиян снизилась, но остается высокой Глава Банка России Эльвира Набиуллина заявила о постепенном снижении нормы сбережений россиян при сохранении ее на достаточно высоком уровне. Набиулл...
05:28, 19 Авг Роспотребнадзор предупредил о высокой активности клещей в конце лета Риск укусов клещей в конце летнего сезона сохраняется высоким, предупреждает пресс-служба Роспотребнадзора. Ведомство рекомендует соблюдать профилакт...
22:28, 23 Дек Ученые измерили межзвездную комету 3I/ATLAS с высокой точностью Новозеландские астрономы раскрыли физические характеристики межзвездной кометы 3I/ATLAS. Благодаря детальному анализу ускорения небесного тела ученым...
20:28, 15 Янв Китайские ученые представили натрий-серную батарею с высокой энергоемкостью Группа китайских ученых представила новую конструкцию натрий-серной батареи, которая может изменить подход к хранению энергии. Разработка отличается ...
22:28, 15 Янв Посол сообщил о высокой угрозе экстрадиции археолога Бутягина на Украину Угроза экстрадиции российского археолога Александра Бутягина на Украину остается очень высокой, дипломаты России оказывают ему всю необходимую помощь...
19:40, 18 Мар Деревянные поддоны обладают высокой прочностью и могут использоваться многократно В условиях активного развития логистики и складской инфраструктуры вопрос утилизации и повторного использования деревянных паллет становится особенно...
06:28, 02 Окт Realme представила смартфон с высокой защитой от влаги и «сверхплавным» экраном Компания Realme представила свой новый бюджетный смартфон Realme 15x, имеющий некоторые отличительные характеристики.Realme 15x оснащён 6,8" ЖК-диспл...
21:28, 13 Мар Водитель Tesla спал за рулем на высокой скорости и попал на видео Новые случаи с засыпающими за рулем водителями Tesla вновь обострили дискуссию о границах автопилота и степени внимательности, которую должны сохраня...
22:28, 28 Янв 17-летняя дочь Николь Кидман дебютировала на Неделе высокой моды Старшая дочь Николь Кидман и Кита Урбана впервые вышла на подиум в рамках Недели высокой моды в Париже. 17-летняя Сандэй Роуз приняла участие в показ...
05:28, 17 Авг Минздрав бессилен – Саратовец с высокой температурой едва дождался помощи Россиянин мучился с температурой более 40 градусов, но в «скорой» этот случай экстренным не сочли. Позиция Минздрава вовсе вогнала мужчин...
10:28, 16 Май Huawei тестирует батареи до 10 000 мА·ч для Mate 90 Huawei, по данным инсайдера Smart Pikachu, тестирует для смартфонов новые аккумуляторы на 7000, 8000 и 10 000 мА·ч. Главный ориентир здесь, судя по у...
15:28, 17 Сен В Google Pixel 7 и 7 Pro вздуваются батареи Google признала наличие проблем с аккумуляторами у трёх моделей Pixel в этом году. Наиболее серьёзные случаи, включая возгорания, наблюдались у Pixel...
16:28, 18 Сен Замена батареи в iPhone 18 Pro подорожала Apple повысила стоимость замены аккумулятора в iPhone 18 Pro и iPhone 18 Pro Max. В США негарантийное обслуживание теперь обойдётся в $129, тогда как...
08:28, 22 Окт IBM и Groq объединяют усилия для ускорения развертывания корпоративного ИИ с высокой скоростью и масштабируемостью Компании IBM и Groq объявили о стратегическом партнерстве с целью предоставления клиентам возможностей высокоскоростного ИИ-инференса по доступной це...
22:28, 05 Сен Банк России рассмотрит сохранение высокой ключевой ставки для сдерживания инфляции В начале сентября рубль демонстрирует умеренное ослабление под давлением двух факторов: стабильно высокого спроса корпоративного сектора на иностранн...
07:31, 18 Авг Металлические шкафы рассчитаны на продолжительную эксплуатацию в условиях высокой ежедневной нагрузки Почему электронные системы хранения становятся все популярнее Современные требования к организации хранения имущества, документов, оборудования и ...
19:28, 08 Май Деньги исчезают не из-за цен: главная ошибка мешает накопить даже при высокой зарплате Рост номинальных доходов населения часто нивелируется законом Паркинсона: личные расходы увеличиваются синхронно с пополнением банковского счета. Поп...
09:28, 15 Май Эрозия бюджета: эксперты объяснили опасность жизни на проценты при высокой инфляции Российский финансовый рынок переживает фазу агрессивного накопления. Регуляторные механизмы и жесткая денежно-кредитная политика превратили консерват...
00:28, 12 Июн Всё лето в Петербурге можно попробовать блюда высокой кухни по доступной цене Гастрономический проект "НАРАЗДАЧЕ" – это серия воскресных гастролей шеф-поваров, где высокую кухню представили в формате street food, объедини...
03:28, 08 Ноя Кремниевые батареи в смартфонах: это хорошо или плохо? Всего несколько лет назад аккумулятор емкостью 5000 мАч считался эталоном для любого смартфона. Но кремний-углеродные батареи совершили настоящую рев...
18:28, 28 Дек HONOR представила суперсмартфоны Win и Win RT — экраны на 185 Гц, батареи на 10 000 мА*ч HONOR представила в Китае новую линейку производительных смартфонов Win. Серия включает две модели — Win и Win RT, которые делают ставку на высокую п...
07:28, 20 Июн Elysian и ProLogium разработают батареи для самолета E9X Нидерландская Elysian Aircraft и тайваньская ProLogium Technology договорились о совместной разработке батарей для электрического регионального самол...
08:28, 23 Апр Набиуллина назвала наивными ожидания низких ставок при высокой инфляции. Что она имела в виду Глава Банка России объяснила на биржевом форуме, почему доступные кредиты возможны только при низкой инфляции. Она развеяла распространённое заблужде...
13:28, 26 Июл Банки готовятся к августу: почему после решения ЦБ доходность вкладов останется высокой Снижение ключевой ставки с 14,25% до 14% стало сдержанным, но важным сигналом для рынка. Несмотря на смягчение политики, кредитование остается жестки...
11:28, 31 Авг Быстрая зарядка Xiaomi «убивает» батареи смартфонов За 8 месяцев ёмкость батареи Xiaomi Mi 8 снизилась почти на 700 мАч. Технология быстрой зарядки, появившаяся сравнительно недавно, позволяет сократит...
08:28, 28 Июл Samsung Galaxy S27 и S27 Ultra получат батареи до 5800 мА·ч У линейки Galaxy S27, похоже, заметно подрастёт автономность. По свежим данным, базовый Galaxy S27 Pro получит аккумулятор номинальной ёмкостью 5087 ...
15:28, 19 Май Microsoft признала, что Windows 11 убивает батареи ноутбуков На протяжении многих лет пользователи ПК сталкивались с перегревом, низкой автономностью и падением производительности из-за некорректно работающих д...
03:28, 26 Апр Учёные наконец выяснили, что ломает твердотельные батареи Новая теория объяснила, почему дендриты пробивают аккумуляторыУчёные из Института устойчивых материалов общества Макса Планка разобрались в одном из ...
03:28, 15 Июн МФТИ создал негорючие батареи для электромобилей и роботов Учёные Института электродвижения МФТИ, в рамках работы над проектом ФПИ «Сапфир-Д» разработали технологию негорючих аккумуляторов с повышенной удельн...
16:28, 03 Май Ростех создал пуленепробиваемые батареи для военной техники Холдинг «РТ-Проектные технологии» Ростеха разработал аккумуляторы, которые выдерживают попадания пуль, сильную вибрацию и морозы до –50°C. В них нет ...
02:28, 17 Янв Honor раскрыла ёмкость батареи сверхтонкого Magic8 Pro Air Honor готовится официально представить смартфон Magic8 Pro Air 19 января и постепенно раскрывает его характеристики. Устройство станет ответом бренда...
01:28, 09 Авг Новый подход позволяет роям дронов автономно перемещаться в сложных условиях на высокой скорости Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), обычно называемые дронами, широко используются во всем мире для решения различных задач, включая видеосъемку...
21:28, 06 Авг Ботинки на высокой платформе и крашеный кот-компаньон: 53-летняя Кейт Бекинсейл показала, как занимается йогой 53-летняя Кейт Бекинсейл показала в соцсетях, как занимается йогой. На снимках актриса в белом мини-платье и кожаных ботинках на массивной платформе ...
02:28, 19 Май Ловушка высокой пробы для россиян: почему ювелирные изделия никогда не станут полноценной инвестицией Золото остается вечным аргументом в спорах инвесторов, но обывательское восприятие драгоценностей зачастую входит в клинч с сухой рыночной реальность...
22:28, 28 Янв Неделя высокой моды: Анна Нетребко, Ида Кехман, Лилия Рах и Оксана Бондаренко на показе Yanina В Париже в рамках Недели высокой моды прошёл показ бренда Yanina. Шоу посетили: Анна Нетребко, Ида Кехман, Екатерина Мухина, Виктория Борисевич, Окса...
09:28, 02 Окт Магнитная буря продолжается уже третьи сутки на фоне рекордно высокой скорости солнечного ветра 2 октября нет признаков стабилизации геомагнитной обстановки: шторм, начавшийся во вторник утром, с краткими перерывами держится более 50 часов. Его ...
09:28, 08 Июл Неделя высокой моды: топ-модели нулевых Снежана Онопко и Таня Дягилева встретились на показе Yanina В Париже в рамках Недели высокой моды прошёл показ модного дома Юлии Яниной Yanina. Шоу посетили звезда сериала "Эмили в Париже" Эшли Парк, Мэри Лист...
12:28, 16 Дек Intel уже установила у себя первую самую современную машину ASML для EUV-литографии с высокой числовой апертурой Компания Intel в лице своего подразделения Intel Foundry объявила об установке на своей фабрике самой современной в мире машины для EUV-литографии &m...
03:28, 06 Окт На базе CERN провели первые эксперименты по передаче сигнала высокой точности совместно с запутанными фотонами На базе CERN протестировали оптическую систему синхронизации White Rabbit в связке с квантовой передачей информации. Учёные проверили, можно ли через...
01:28, 07 Окт Гигафабрика в Москве: роботы собирают батареи за пять минут Россия открыла новую страницу в истории отечественной промышленности. В Москве запущено первое массовое производство аккумуляторов для электромобилей...
14:28, 12 Сен Oppo раскрыла характеристики камеры, экрана и батареи Find X10 Компания Oppo официально раскрыла ряд характеристик базового Find X10. Смартфон получит две основные камеры разрешением по 200 Мп — такая конфигураци...
05:28, 02 Сен Apple пугает пользователей, экономящих на замене батареи к iPhone О «неофициальной» батарее будет сообщать бесконечное напоминание, которое заблокирует ряд функций диагностики. Американская компания давн...
00:28, 27 Фев