Jednym z czynników zmniejszających sprawność ładowania akumulatorów i ich wydajność – czy to w samochodach spalinowych (gdzie używane są do rozruchu silnika), czy w autach elektrycznych (gdzie są źródłem energii do napędowej pojazdu) – jest niska temperatura powietrza. Jest to szczególnie ważne w samochodach elektrycznych, gdyż zmniejsza zasięg tych pojazdów.

Kluczowym elementem akumulatorów litowo-jonowych jest płynny elektrolit, który transportuje cząsteczki przenoszące ładunek między dwiema elektrodami, powodując ładowanie i rozładowywanie akumulatora. Elektrolit zaczyna jednak zamarzać w ujemnych temperaturach. Ten stan poważnie ogranicza efektywność ładowania akumulatorów oraz ich wydajność.

Aby rozwiązać ten problem, zespół naukowców z laboratoriów Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych opracował elektrolit zawierający fluor, który zapewnia akumulatorowi dobre działanie nawet w temperaturach poniżej zera.

„Nasz zespół nie tylko znalazł elektrolit zapobiegający zamarzaniu, którego wydajność ładowania nie spada przy minus 4 stopniach Fahrenheita (minus 20 st. Celsjusza), ale także odkryliśmy na poziomie atomowym, co czyni go tak skutecznym" – powiedział członek grupy badawczej, Zhengcheng Zhang.

W testach laboratoryjnych akumulatory z nowym elektrolitem zachowały stabilną zdolność magazynowania energii przez 400 cykli ładowania-rozładowania w temperaturze minus 20 stopni Celsjusza. Dodatkową właściwość fluorowego elektrolitu, bardzo ważną ze względów bezpieczeństwa, jest jego niepalność. Jest on również odporny na ładowanie wysokim napięciem.

"Planujemy opatentować nasz odporny na niską temperaturę i bezpieczniejszy elektrolit. Szukamy też zastosowań przemysłowych dla tego wynalazku" – dodał Zhang.

Wyniki badań opisano na łamach "Advanced Energy Materials". (PAP)

Tomasz Szczerbicki

szt/ zan/