Можно ли добиться пятикратного роста скорости зарядки аккумулятора электромобиля в условиях низких температур? Как оказалось, это можно сделать — причем без существенных затрат.
Заставить электромобиль заряжаться быстрее, когда на улице низкие температуры, очень сложно. Как известно, холод влияет на химию аккумулятора, замедляя перемещение ионов между электродами. Однако группе исследователей удалось увеличить скорость зарядки электромобиля в холодных условиях на целых…500 процентов, и они добились этого, даже не жертвуя плотностью энергии!
Что сделано
Команда из Мичиганского университета использовала покрытие из бората и карбоната лития — для предотвращения образования литиевых отложений и обеспечения впечатляющего улучшения скорости зарядки.
Основы
Медленные ионы вызывают две проблемы: скорость зарядки не такая высокая, а меньшее количество ионов означает меньшую плотность энергии — следовательно, меньший запас хода. Чтобы компенсировать низкий диапазон, автопроизводители делают электроды (анод/катод) толще, думая, что большая площадь поверхности означает больше ионных реакций, чтобы компенсировать медлительность. Здесь все относительно просто — и в целом «схема» должна быть понятной.
Однако все не столь элементарно, как может показаться. Во время химической реакции на аноде образуются отложения лития. Эти отложения притормаживают химию процесса. Плюс, теперь появляются более крупные электроды, который добавляют вес аккумуляторной батарее — при той же плотности энергии. И это, очевидно, «не есть хорошо».
Результаты
А в своем новом исследовании специалисты Мичиганского университета покрыли анод стекловидным веществом (карбонат и борат лития), чтобы предотвратить «слеживание» лития, и даже при температурах до -10 °C аккумуляторные ячейки заряжались в пять раз быстрее, чем раньше. Более того, исследователи также обнаружили, что модифицированные батареи сохраняли 97 процентов своей емкости даже после 100 циклов зарядки при отрицательных температурах. То есть, батареи намного меньше деградировали!
Почему это важно — на практике
Конечно, все это лабораторные выводы, но подход с использованием стекловидного вещества (борат лития + карбонат лития) звучит многообещающе, не в последнюю очередь потому, что, как отмечает глава исследовательской группы, это относительно небольшое изменение, которое автопроизводители могут реализовать без особой адаптации к существующим производственным мощностям — без существенных затрат.
Источник: 5koleso.ru
