Создана батарея, которая заряжается за 5 минут и не перегревается: помог графен

Компания Solidion из Далласа (США) разработала запатентованную систему, обеспечивающую быструю зарядку в любых климатических условиях. Об том пишет Interesting Engineering.

Система использует теплоотвод на основе графена. Она быстро нагревает аккумуляторы до или во время зарядки, а интегрированная система охлаждения активируется во время разрядки, чтобы предотвратить перегрев. По данным компании, технология обеспечивает быструю зарядку электрокара в любую погоду, особенно преодолевая текущие ограничения аккумуляторов в холодном климате. Solidion планирует вывести ее на рынок в течение 2-3 лет.

Чтобы конкурировать с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания (ICEV), быстрая зарядка электромобиля должна быть независимой от погоды и занимать примерно столько же времени, сколько заправка автомобиля с бензиновым двигателем.

Температурные колебания в разные сезоны и географические зоны могут затруднить быструю зарядку аккумуляторов электромобилей, поскольку они могут реагировать по-разному.

Средняя зимняя температура в большей части Северной Европы и половине Соединенных Штатов ниже 0°C. Быстрая зарядка при низких температурах невозможна ни с одним из аккумуляторов электромобилей, доступных сегодня.

По данным компании, для удовлетворения острой потребности рынка электромобилей в быстрой зарядке в любую погоду ее техническая группа разработала и запатентовала метод быстрой зарядки аккумуляторных ячеек или блоков без ущерба для их целостности. Эта стратегия позволяет аккумуляторам работать безопасно и избегать проблем с тепловым разгоном.

Для этого система Solidion использует теплоотвод на основе графена, который эффективно отводит тепло от аккумулятора, нагревая его до или во время зарядки.

Графен чрезвычайно эффективен для этой цели, имея теплопроводность 5300 Вт/мК, что намного превосходит медь (410 Вт/мК) и будучи в четыре раза легче.

Когда аккумулятор используется, например, для питания электромобиля, система переключается в режим охлаждения, отводя тепло от аккумулятора, чтобы предотвратить перегрев. Теплоотвод направляет избыточное тепло в систему охлаждения, обеспечивая эффективный контроль температуры и защищая производительность аккумулятора.

Система Solidion автоматически переключается между нагревом во время зарядки и охлаждением во время использования, обеспечивая безопасную быструю зарядку в диапазоне температур.

Чтобы решить проблему ожидаемого дефицита графита в 1,4 млн тонн/год к 2028 году, Solidion также разработала экономически эффективный процесс производства анодного графита из устойчивых источников, включая биомассу и переработанные материалы. Компания хочет поставить США в число 10 крупнейших производителей графита в мире, реализуя свой план устойчивого производства графита, с конечной целью стать мировым лидером.

Solidion специализируется на твердотельных батареях и анодах высокой емкости. Две ее основные линейки продукции — это три разновидности твердотельных батарей и улучшенные анодные материалы, подготовленные для увеличения производительности. Они включают в себя литий-ионные элементы с высоким содержанием кремния Gen 1, литий-серные элементы Gen 3 и безанодные литий-металлические элементы Gen 2. Каждый тип батареи использует свой твердый электролит, который легко синтезируется из полимера или полимерно-неорганического композита.

Твердотельные батареи Solidion могут быть быстро выведены на рынок, поскольку они совместимы с текущими производственными мощностям