Конструкция литий-ионного аккумулятора позволяет заряжать электромобиль за 10 минут

Асимметричные температуры заряда и разряда литий-ионного аккумулятора обеспечивают мощную и очень быструю зарядку.

Ученые разработали литий-ионную батарею, которая заряжается при повышенной температуре, чтобы увеличить скорость реакции, но сохраняет ее в холодном состоянии во время разряда, демонстрируя потенциал, позволяющий дать электромобилю в течении 10 минут запас хода на 320 км.

Усовершенствование литий-ионной батареи

Исследователи из Университета штата Пенсильвания представили свою работу 30 октября в журнале Joule. Ученые осознали необходимость разработки аккумуляторов электромобилей, способных заряжаться очень быстро, чтобы удовлетворить потребности водителей.

Однако быстрая скорость зарядки требует того, чтобы батарея быстро накопила 400 киловатт энергии - подвиг, который современные автомобильные аккумуляторы не могут совершить, потому что рискуют покрыться литием (образование металлического лития вокруг анода), что серьезно уменьшит срок службы батареи.

В то время как обычные литиевые батареи заряжаются и разряжаются при одной и той же температуре, исследователи обнаружили, что они могут обойти проблему, заряжая батарею с повышенной температурой до 60 градусов по Цельсию в течение нескольких минут, а затем разряжая ее при более низких температурах.

«В дополнение к быстрой зарядке, эта технология позволяет нам ограничить время нахождения батареи с повышенной температурой и получить очень длительный срок ее службы», - говорит автор статьи Чао-Ян Ван, из Университета штата Пенсильвания. «Ключ в том, чтобы реализовать быстрый нагрев; в противном случае батарея будет оставаться при повышенной температуре слишком долго, что вызывает серьезную деградацию».

Ван и его команда обнаружили, что батареи, предварительно нагретые до 60 градусов, могут выдержать чрезвычайно быстрый процесс зарядки в течение 1700 циклов, в то время как контрольная батарея может выдерживать только 60 циклов. При средней температуре заряда между 49 и 60 градусами Цельсия исследования не обнаружили образование металлического лития. 

Исследователи отмечают, что технология полностью масштабируема, потому что все батареи основаны на промышленно доступных электродах; и они уже продемонстрировали его использование в крупномасштабных элементах, модулях и батареях. Никелевая фольга (нагреватель) увеличивает стоимость каждой ячейки на 0,47%, но поскольку конструкция исключает необходимость использования внешних нагревателей, используемых в современных моделях, она фактически снижает стоимость производства каждой упаковки.

Команда Вана планирует развит свой дизайн батарей еще больше. «Мы работаем над тем, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля за пять минут, не повредив его», - говорит он. «Для этого потребуются высокостабильные электролиты и активные материалы в дополнение к саморазогревающейся структуре, которую мы изобрели». опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш youtube канал!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet