Ученые из Новосибирска разрабатывают материалы для литий- и натрий-ионных аккумуляторов, способных выдерживать экстремально низкие температуры, сообщило издание "Наука в Сибири" Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН). Проект стартовал полгода назад, и на текущем этапе исследователи уже испытывают созданные материалы при температуре до -20 °C. В дальнейшем они планируют проверять их свойства и при более низких температурах.
Работа направлена на решение сразу двух важных задач: увеличение морозостойкости аккумуляторов и снижение их стоимости. В то время как литий-ионные батареи имеют высокую цену из-за затратного сырья, натрий-ионные аккумуляторы могут стать более доступной альтернативой. Однако основной сложностью здесь остается поиск подходящих материалов для электродов, ведь графит, который хорошо подходит для лития, неэффективен в натрий-ионных системах. Поэтому ученые приступили к поиску нового анода и остановились на дисульфиде молибдена.
«Мы стремимся создать такой материал, который будет эффективен и в литий-, и в натрий-ионных аккумуляторах», — рассказала Анна Ворфоломеева, научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН. Дисульфид молибдена показал отличный потенциал: в литий-ионных батареях он демонстрирует до 1000 мА·ч, а в натрий-ионных — до 400 мА·ч. Ученым удалось усовершенствовать процесс синтеза материала, позволяющий увеличивать расстояние между его слоями, что способствует лучшему проникновению ионов.
Тестирование новых материалов начинается с комнатной температуры, затем температура понижается до -20 °C. Проводятся также испытания с различными составами электролитов, что позволяет аккумуляторам сохранять свою емкость: литий-ионные батареи удерживают до 80%, а натрий-ионные — до 60%, обеспечивая стабильную работу в этом температурном диапазоне.
Исследователи также изучают возможности создания дефектов в структуре материала и добавления углеродных компонентов, чтобы повысить проводимость и емкость. Эти морозостойкие батареи могут стать важным решением для холодных регионов, и ученые с оптимизмом смотрят на дальнейшие испытания при еще более низких температурах.
