Ученые разработали технологию быстрой зарядки литий-ионных батарей, обеспечивающую ресурс в 800 тысяч километров.
Быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов приводит к их ухудшению при температуре окружающей среды ниже 10 градусов Цельсия. Причиной этого является неравномерное распределение ионов лития на поверхности электрода, которое приводит к образованию наростов и снижению емкости аккумулятора.
Предыдущие исследования позволили создать литий-ионный аккумулятор, который способен заряжаться при температуре ниже 10 градусов Цельсия всего за 15 минут. Хотя зарядка при более высоких температурах была бы предпочтительнее, она сопровождается значительным выделением тепла, а сильный нагрев негативно сказывается на состоянии батарей.
Новые аккумуляторы, созданные исследователями, могут нагреваться до 60 градусов по Цельсию в течение всего 10 минут, а затем быстро охлаждаться до температуры окружающей среды. При этом, по словам ученых, не образуется литиевых шипов и не происходит тепловой деградации. Быстрое охлаждение аккумулятора, согласно ученым, будет осуществляться с помощью системы охлаждения, встроенной в автомобиль. Большая разница между 60 градусами и средней температурой окружающей среды ускорит процесс охлаждения за счет теплопереноса.
В конструкции устройства используется тонкая никелевая фольга, один край которой соединен с отрицательным полюсом батареи, а другой, выступающий за её пределы, формирует дополнительный полюс. Датчик температуры, расположенный на переключателе, в определенный момент замыкает электрическую цепь, позволяя току проходить через никель. Это приводит к быстрому нагреву фольги, а затем и внутренней части аккумуляторной батареи. Когда температура достигает 60 градусов, элемент начинает самостоятельно снижаться.
Разрабатываемая технология ориентирована на перспективное применение и, в случае успешной реализации, позволит решить одну из основных проблем электромобилей – ограниченную скорость зарядки. Кроме того, Volkswagen намерен уменьшить опасения владельцев электромобилей, связанные с недостатком зарядных станций, и планирует создать 2800 таких комплексов в 500 районах на территории США.