Нова технологія забезпечує збільшення швидкості заряджання акумуляторів на 500%

Змінений процес виробництва зберігає 97% ємності акумулятора після 100 циклів швидкої зарядки в мороз, пише interestingengineering.com.

Літій-іонні батареї, що використовують новий метод, можуть заряджатися на 500% швидше навіть за температур до -10 °C завдяки структурному покриттю, яке запобігає покриттю електродів літійвмісними речовинами, що є поширеною проблемою, яка погіршує продуктивність акумуляторів. У результаті модифіковані акумулятори зберігають 97% своєї ємності після 100 циклів швидкого заряджання в умовах негативних температур.

Стандартні акумулятори електромобілів зберігають і вивільняють енергію, переміщаючи іони літію між електродами через рідкий електроліт. Однак за низьких температур цей рух сповільнюється, що знижує ефективність акумулятора і швидкість зарядки. Щоб збільшити запас ходу, автовиробники зробили електроди акумулятора товстішими, але це також сповільнює зарядку. Використовуючи лазерне свердління, вчені дозволили іонам літію рухатися більш вільно, покращуючи зарядку при кімнатній температурі. Однак зарядка на холоді була проблематичною.

Винуватцем є хімічний шар, що утворюється на поверхні електрода в холодних умовах. "Це покриття не дає змоги заряджати весь електрод, що знижує енергоємність акумулятора", — пояснили дослідники.

Щоб вирішити цю проблему, вони нанесли тонке 20-нанометрове склоподібне покриття з борату-карбонату літію. Це запобігло утворенню проблемного поверхневого шару і в поєднанні з просвердленими лазером каналами призвело до 500% швидшого заряджання за негативних температур.

Однією з найбільших проблем є те, як запас ходу електромобіля скорочується взимку в поєднанні з більш повільною швидкістю зарядки. У січні 2024 року, наприклад, час зарядки деяких транспортних засобів збільшився до більш ніж години через низькі температури.

"Зарядка акумулятора електромобіля займає від 30 до 40 хвилин, і цей час збільшується до більш ніж години взимку. Це проблема, яку ми хочемо вирішити", — наголосили науковці.

Дослідження проводилося в лабораторії акумуляторів Мічиганського університету та Мічиганському центрі з характеристики матеріалів. Група подала заявку на патентний захист за підтримки U-M Innovation Partnerships. Тим часом Arbor Battery Innovations ліцензувала технологію і працює над її комерціалізацією.

Раніше ми писали, що вчені виявили несподівану причину деградації батарей. Дослідники з Південної Кореї виявили раніше невідомий механізм деградації використання літій-іонних акумуляторів, а також розповіли, як вирішити цю проблему.