Смартфоны научат не разряжаться даже в лютый мороз
Нанокристаллы позволят батарее стойко держать заряд в любой холод
Как сообщает РИА Новости, учёные из Национального исследовательского университета МИЭТ совместно со специалистами из ИФХЭ РАН имени Фрумкина создали материал, позволяющий защитить литий-ионные аккумуляторы от потери заряда при очень низких температурах. По словам исследователей, добиться беспрецедентной морозостойкости аккумуляторов позволит применение анодов из нанокристаллов германия.
Широко распространённые в электронике литий-ионные аккумуляторы благодаря сочетанию высокой плотности энергии, небольшого веса и низкого саморазряда на холоде быстро теряют заряд: к примеру, при -20°C аккумуляторы этого типа сохраняют всего лишь около 10% от своей ёмкости при +20°C. Для решения этой задачи учёные синтезировали нитевидные нанокристаллы германия и изучили их функциональные свойства в качестве материала анода, то есть отрицательного электрода аккумулятора.
Заряд, который может быть отдан электродом при нормальной работе, для разработанного исследователями анода составил около 250 мАч/г при -50°С. На этих температурах наиболее распространенные графитные аноды не работают вообще, а специальные морозостойкие аноды из титаната лития имеют ёмкость в два-три раза ниже. Учёные отмечают, что при температурном режиме в -20°С ёмкость разработанного германиевого анода в 10 раз выше, чем у стандартного графитного.
При этом другие морозостойкие материалы тоже имеют недостатки: низкое напряжение и энергоёмкость даже при комнатной температуре, медленный процесс зарядки, сложность изготовления. Нитевидные нанокристаллы германия получают электрохимическим способом из водного раствора оксида германия на проводящей подложке — за счёт этой технологии и уникальных свойств синтезированных наноструктур удалось обойти множество сложностей, благодаря чему можно рассчитывать на относительно невысокую стоимость.