Группа исследователей из Китая увеличила скорость зарядки литий-ионной батареи, добавив медное покрытие и нанопровода к её аноду.
Отраслевые аналитики предполагают, что одной из характеристик, сдерживающих повсеместный переход от автомобилей, работающих на бензине, к автомобилям, работающим от аккумуляторов, является время, необходимое для перезарядки аккумулятора. На АЗС мы обычно проводим несколько минут, а зарядка аккумулятора авто занимает несколько часов. Даже суперсовременному автомобилю Tesla требуется почти час, чтобы зарядить аккумулятор с 40% до 80%.
В этой новой работе исследователи изучили одно из основных препятствий для более быстрой зарядки и модифицировали аккумулятор, чтобы ускорить процесс.
Одним из основных узких мест в ускорении зарядки является анод батареи.
Большинство этих элетродов сделаны из графита и производятся из неупорядоченной суспензии, которая, как отмечают исследователи, не позволяет току эффективно передвигаться в материале.
Они также отмечают, что в дополнение к тому, как частицы в них выстраиваются в линию, существует проблема размера зазора между ними.
Чтобы решить эту проблему, учёные для начала создали и опробовали теоретические модели, которые позволяют изучить материал на уровне частиц. Это помогло оптимизировать пространственное распределение частиц материала разного размера и пористость электрода.
Затем учёные использовали то, что узнали из своих моделей, для внесения изменений в стандартный графитовый анод.
Они покрыли его медью, а затем добавили в суспензию медные нанопроволоки. После они нагревали и охлаждали анод, который сжимал суспензию в более упорядоченный материал.
Затем они внедрили обновлённый анод в стандартную литий-ионную батарею и измерили время, необходимое для зарядки.
Обновлённый аккумулятор зарядился до 60% всего за 5,6 минуты (в отличие от 40% для контрольного аккумулятора без переделок) и до 80% всего за 11,4 минуты.
Учёные не проверяли, сколько времени потребуется для зарядки до 100%, потому что это не рекомендуется для использованных в исследовании аккумуляторов.
Также не понятно, насколько добавление меди к анодам повысит цену таких "быстрых" аккмуляторов.
Однако скорость зарядки действительно впечатляет.
Статья "Чрезвычайно быстрая зарядка литий-ионного аккумулятора благодаря конструкции с двойной градиентной структурой" вышла в журнале Science Advances.
Мы пишем про достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее.
Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, twitter, ВК, Facebook, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене. Ищите нас по названию "Восемь красных линий".
