Стабильная энергия: ученые МФТИ создали электролит, увеличивающий мощность всепогодных батарей
Российские ученые увеличили энергоемкость самых мощных в мире литий-фторуглеродных батарей. Они необходимы для устройств, способных работать без обслуживания десятки лет в разных условиях: кардио- и нейростимуляторов, беспилотных летательных аппаратов, межпланетных аппаратов, спутников, навигационных модулей и автономных датчиков в удаленных регионах.
Идеальная батарейка, какая она? Компактная, легкая, мощная, стабильная и самое главное — энергоемкая. Среди всех одноразовых, т.е. неперезаряжаемых, химических источников тока по всем параметрам лидируют литий-фторуглеродные элементы. Одна такая батарейка несет в себе в несколько раз больше энергии, чем лучшие одноразовые батареи других типов, например литий-тионилхлоридные, и превосходит по удельной энергии даже многоразовые литий-ионные аккумуляторы.
Из-за низкой деградации материалов они очень стабильны: если собрать и оставить нетронутой такую батарейку на 10 лет, она сохранит практически весь заряд. Кроме того, она гарантированно сработает в жару, на холоде и в вакууме и не потребует замены длительное время. Все это делает их незаменимыми для высокотехнологичных легких и компактных устройств.
Но есть и проблемы. Во время работы батареи на катоде образуется плотный слой побочных продуктов. Он мешает ионам лития свободно двигаться, и батарея разряжается быстрее. Чтобы нивелировать этот эффект, ученые Института электродвижения МФТИ разработали специальный состав электролита, содержащий сульфоксидную добавку.