И как ни странно речь пойдет о набившей оскомину литий-ионной батарее. Вообще у литий ионных аккумуляторов есть 2 момента которые все портят. Либо она высокопроизводительна (с высокой плотностью энергии и удельной мощности), но при этом небезопасна (взрыв, пожар и все такое), либо она безопасна, но при этом низкопроизводительна и имеет малую плотность заряда и соответственно низкую удельную мощность. Инженеры стремились найти баланс безопасности и производительности, «усредняя» ключевые характеристики и используя материалы, которые имеют низкую плотность энергии / мощности и, следовательно, высокую безопасность, но обладают тенденцией к плохой производительности.
И вот теперь создана литий-ионная батарея, которая безопасна, имеет высокую мощность и может работать «набивая» пробег электромобиля в 1,6 миллиона километров. Здесь использовался совершенно другой подход: создание высокостабильной батареи из высокостабильных материалов и нагрев ее. То есть двухэтапная стратегия.
Ранее уже была создана самонагревающаяся батарея, чтобы решить проблему плохой работы в холодном климате. Батарея использует «внутренний» электрический ток для нагрева в считанные секунды по сравнению с долгими часами, которые требуются для нагрева ее внешним нагревателем. При нагревании батареи от комнатной температуры до примерно 60 градусов по Цельсию - батарея мгновенно повышает реактивность, потому что закон кинетики заключается в том, что реактивность возрастает экспоненциально с температурой. Самонагревающаяся батарея, называемая батареей All Climate, была принята несколькими автомобильными компаниями, включая BMW, и была выбрана для питания парка из 10 000 автомобилей, которые будут использоваться для перевозки людей между объектами на следующих зимних Олимпийских играх в Пекине.
Инженеры проверяли безопасность батареи, используя пистолет для забивания гвоздей! Они вбивали гвоздь в камеру ячейки, вызывая короткое замыкание. Затем они проверяли ячейку по температуре и напряжению. Разница в температуре для «пробитого» элемента составляла всего 100 градусов Цельсия – что по сравнению со стандартным аккумулятором выдающим при этом 1000 градусов Цельсия, является огромным улучшением. Поскольку их батареи изготовлены из стабильных материалов, они имеют длительный срок службы. Даже при 100 градусах Цельсия число циклов зарядки превышает 4000 без существенной потери производительности что означает более 1,6 млн км пробега электромобиля без замены батареи.
Следующим проектом исследователей будет разработка твердотельной батареи, которая, вероятно, также потребует нагрева.