Представьте себе электрический автомобиль, который можно полностью зарядить, всего за несколько минут. Согласитесь, звучит безумно, верно? Но возможно в скором времени, мы будем воспринимать это как норма, что так и должно быть, ведь технологии не стоят на месте и постоянно усовершенствуются, это касается и электромобилей.
Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали планы для нового типа аккумуляторов, которые могут обеспечить до 200 миль (320 км) заряда всего за 10 минут. В конце прошлого месяца ученые сообщили в журнале Joule, что ключ к зарядке литий-ионных аккумуляторов электромобилей заключается в нагреве их до 140 градусов по Фаренгейту (60 градусов по цельсию) и охлаждении в течение нескольких минут.
Обычно экстремальные температуры колебания могут привести к разрушению литий-ионных батарей. Литиевое покрытие может расти внутри батареи, если оно слишком долго подвергалось нагреву, что может привести к ее короткому замыканию. Но, используя расчетные методы нагрева и ограничивающие воздействие батареи на высокие температуры, команда считает, что они нашли способ помочь закрыть разрыв между электрическими и топливными автомобилями.
Аккумуляторы обычно заряжаются и разряжаются при одной и той же температуре. Но, повышая температуру, исследователи обнаружили, что они могут управлять более высоким зарядом батареи, не ставя под угрозу ее срок службы.
Хитрость заключается в тонкой фольге, сделанной из никеля, которая равномерно переносит заряд к батарейному элементу. Когда исследователи увеличили температуру, они обнаружили, что фольга помогла предотвратить перегрев батареи снаружи и не имела внутри никаких разрушенных частей.
Создание быстро заряжаемых батарей не было новым вызовом для автора Чао-Ян Ванга и его коллег. В прошлом году инженер штата Пенсильвании соавтор другого отчета, описывал систему, которая может зарядить батарею за 15 минут при 122F (50 градусов по цельсию).
«Наша задача в текущей работе, состояла в том, чтобы найти способ укротить деградацию батареи при высоких температурах», — сказал Ван, добавив, «Что пока мы ограничиваем время выдержки батареи до высоких температур, мы должны свести к минимуму повреждение батареи. И предел мы уже сделали. Процесс наддува, как мы выяснили, может выдержать 1700 циков заряда. В последующих вскрытиях батареи исследователи не наблюдали никакого литиевого покрытия, показывая, что жара хотя и экстремальная, не разрушала батарею, когда она была применена только не надолго.