Китай знайшов рішення для подолання слабкості літієвих батарей

Дрон під час випробувань. Фото: Даляньський інститут хімічної фізики

Згідно з Science Direct, швидкий розвиток глобалізації значно збільшив попит на енергію, що сприяє пошуку нових джерел енергії. Літієві батареї є кращим накопичувачем енергії сьогодні, присутнім у багатьох галузях промисловості, від дронів до електромобілів...

Незважаючи на свій великий потенціал, літієві акумулятори мають серйозний недолік за низьких температур. Під час роботи в умовах низьких температур показники продуктивності літієвих акумуляторів, такі як ємність, вихідна потужність та термін служби, значно знижуються.

Дослідження показують, що в умовах температури нижче -40 градусів Цельсія ємність акумулятора може зменшитися на 12%. Примітно, що 38% території Китаю, ймовірно, протягом року матиме температуру нижче -20 градусів Цельсія, що створює багато проблем для літієвих акумуляторів.

16 березня газета «Science and Technology Daily» повідомила, що команда дослідників з Далянського інституту хімічної фізики під керівництвом Ченя Чжунвея випробувала літієві батареї в дронах, що літали за надзвичайно низьких температур у місті Мохе, провінція Хейлунцзян, Північно-Східний Китай.

Випробуваний безпілотник надійно працював за надзвичайно низьких температур, відкриваючи новий потенціал для екстремальних повітряних операцій. Підтримуючи стабільну роботу за температури -36 градусів Цельсія, акумулятор забезпечує безперебійне живлення, що робить його перспективним рішенням для критично важливих застосувань, таких як полярні дослідження, прикордонне патрулювання, ліквідація наслідків стихійних лих та логістика.

Під час випробувального польоту дрон залишався стабільним та відповідав очікуванням щодо довговічності, незважаючи на холодну погоду. Дрон успішно виконав низку критеріїв, включаючи швидкий запуск, зависання на великій висоті та навігацію за складним маршрутом. Крім того, акумулятор підтримував стабільну ємність, без будь-яких падінь чи неочікуваних втрат потужності в умовах екстремального холоду.

Щоб подолати деградацію літієвих акумуляторів в умовах екстремальних холодів, дослідницька група Далянського інституту хімічної фізики вдосконалила пристрій, оптимізувавши формулу електроліту та модифікувавши матеріал анода, значно розширивши робочий діапазон температур акумулятора. В результаті новий акумулятор може забезпечувати безперервне живлення в діапазоні температур від -40°C до 50°C.

Крім того, дослідники покращили діапазон роботи акумулятора в холодну погоду, використовуючи адаптивне управління температурою та конструкцію з низьким імпедансом. В результаті втрата довговічності акумулятора при -40°C становила менше 10%, що значно краще за поточний середній показник 30-50%. Це означає, що новий акумулятор може допомогти дронам виконувати місії в холодних високогірних районах без частої підзарядки.

Пан Чень Чжунвей додав, що дослідницька група продовжуватиме покращувати продуктивність акумулятора та розширювати застосування цього пристрою в суворих умовах.