Прорыв в области аккумуляторной батареи EV устраняет проблему холодной зарядки

Электромобили становятся все популярнее, но многие сталкиваются с проблемами, связанными с ухудшением производительности в холодную погоду. При понижении температуры зарядка замедляется, а запас хода резко сокращается. Исследователи из Мичиганского университета и Arbor Battery Innovations нашли многообещающее решение, которое может облегчить эти проблемы. Они разработали экспериментальную литий-ионную батарею, которая хорошо работает при минусовых температурах, обеспечивая быструю зарядку и надежный запас хода.

Ключевым нововведением является специальная "архитектура 3D-электродов", которая помогает аккумулятору лучше справляться с экстремальными холодами. Как правило, очень низкие температуры замедляют движение электронов в электромобильных батареях, что приводит к увеличению времени зарядки и сокращению дальности движения.

Чтобы решить эту проблему, исследователи сосредоточились на аноде, где во время зарядки накапливаются ионы лития. Они использовали лазеры для изменения состава графита в аноде, создавая пути, которые позволяют ионам лития перемещаться и осаждаться быстрее. Хотя это ускорило зарядку, это также создало новую проблему: нанесение литиевого покрытия. Это происходит, когда литий накапливается на поверхности анода вместо того, чтобы поглощаться, что может ухудшить производительность и безопасность батареи.

Исследовательская группа решила проблему с гальваническим покрытием, нанеся на батарею очень тонкое покрытие толщиной около 20 нанометров. Это покрытие, изготовленное из бората-карбоната лития, предотвращает образование лития. В результате аккумулятор может быстро заряжаться при температуре 6 °C, что означает, что он может быть полностью заряжен всего за 10 минут даже при температуре -10 градусов по Цельсию (14 градусов по Фаренгейту). Исследователи обнаружили, что производительность аккумулятора оставалась высокой после 100 циклов зарядки в таких холодных условиях.

Нил Дасгупта, профессор машиностроения Мичиганского университета и соавтор исследования, заявил, что эта новая технология может быть внедрена в существующие процессы производства аккумуляторов без серьезных изменений.

В современных электромобилях уже используется система предварительной подготовки аккумуляторов и тепловые насосы для защиты от холодов. Однако эти методы не всегда работают идеально, и многие владельцы электромобилей замечают снижение пробега в очень холодную погоду. Если эта новая технология производства аккумуляторов может быть успешно применена для электромобилей, это может помочь потенциальным покупателям, особенно в районах с суровыми зимними условиями.

Источник