Специалисты Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН в Новосибирске разработали материалы для литий- и натрий-ионных аккумуляторов, способные выдерживать низкие температуры и сохранять работоспособность в условиях сильного мороза.

Исследование началось полгода назад, и уже сейчас материалы показывают стабильность при температурах до -20 градусов Цельсия.

Главной задачей стало создание экономичного натрий-ионного аккумулятора, поскольку стоимость лития для массового производства остаётся высокой. Литий и натрий используются в качестве катодов, а графит — в качестве анодов. Однако графит не подходит для натрий-ионных аккумуляторов, поэтому учёные разработали альтернативные анодные материалы.

Наиболее перспективным материалом стал дисульфид молибдена, который продемонстрировал ёмкость до 1 000 миллиампер-часов в литий-ионных и 400 в натрий-ионных аккумуляторах. Учёные разработали методику синтеза, позволяющую увеличить расстояние между слоями материала, что способствует эффективной интеркаляции ионов.

Для повышения проводимости и ёмкости исследуются дефекты в материалах, такие как вакансии, а также возможность внедрения атомов других элементов. В результате тестирования удалось сохранить ёмкость на уровне 80 % в литий-ионных и 60 % в натрий-ионных аккумуляторах при температуре -20 градусов.

В испытаниях также использовались различные электролиты, что помогло стабилизировать работу аккумуляторов в широком температурном диапазоне. В будущем учёные планируют протестировать новые материалы при ещё более низких температурах, что может привести к созданию аккумуляторов, пригодных для работы в экстремальных условиях.