Зерттеушілер фтор негізіндегі жаңа электролит жасап шығарды. Бұл электролит дәстүрлі оттекті және азотты еріткіштерді алмастырып, аккумуляторлардың төмен температурада тиімділігін айтарлықтай арттырады.

Электролиттің жаңа құрылымы

Қытайлық ғалымдар аккумуляторлардың өнімділігін шектейтін мәселелерді шешуге қабілетті гидрофторкөміртекті электролит ойлап тапты. Жарияланған деректерге сәйкес, бұл еріткіш бөлме температурасында 700 Вт·сағ/кг-нан жоғары, ал –50 °C-та шамамен 400 Вт·сағ/кг энергия тығыздығын қамтамасыз етеді. Салыстыру үшін, электромобильдерге арналған стандартты аккумуляторлар әдетте қалыпты жағдайда 270 Вт·сағ/кг-ға дейін жетеді. Жаңа технология аэрокосмостық салада, энергия сақтау жүйелерінде және экстремалды климаттық жағдайларда жұмыс істейтін электр көліктерінде қолдануға үлкен мүмкіндік ашады.

Гидрофторкөміртекті еріткіштердің артықшылықтары

Дәстүрлі аккумулятор электролиттері зарядты катод пен анод арасында тасымалдау үшін оттек пен азот құрамды лиганттарды пайдаланады. Алайда, мұндай материалдар берік байланыстар түзіп, электрод-электролит шекарасында заряд тасымалын қиындатады, бұл төмен температура мен жылдам зарядтау кезінде өнімділікті шектейді. Осы мәселені шешу үшін алты монофторланған гидрофторкөміртекті еріткіш синтезделді. Арнайы әзірленген фторлы лиганттардың оңтайландырылған стереохимиялық қасиеттері мен Люис негізділігі арқасында литий тұзының ерігіштігі 2 моль/л-ден жоғары деңгейге жетті.

Сынақ нәтижелері мен сипаттамалары

Ең жақсы нәтижені 1,3-дифторпропан еріткіші көрсетті. Оның тұтқырлығы төмен (0,95 сантипуаз) және тотығуға төзімділігі жоғары (4,9 В-тан жоғары). Фтор атомдарын бірінші сольватациялық қабықшаға енгізу әлсіз координацияны қамтамасыз етіп, литийдің тиімді тұнуы мен еруіне ықпал етеді. Бұл механизм кулондық тиімділікті 99,7% деңгейіне және алмасу тогының тығыздығын дәстүрлі оттекті жүйелерге қарағанда –50 °C-та әлдеқайда жоғары деңгейге жеткізеді.

Сынақтар литийлі pouch-жасушаларында, 1 ампер-сағатқа 0,5 граммнан аз электролитпен жүргізілді. Фтормен координациялық химия дәстүрлі электрохимиялық жобалаудан тыс мүмкіндіктер береді. Болашақта көміртек пен фтордың арақатынасын реттеу қайнау температурасы 100 °C-тан жоғары, одан да тұрақты нұсқаларды жасауға мүмкіндік береді. Бұл келесі буын аккумуляторларының қуаты мен энергия сыйымдылығын одан әрі арттыруға жол ашады.