Беспокойство и страх, что заряда батареи не хватит, чтобы доставить вас до места назначения уже давно называют основным препятствием для массового внедрения аккумуляторных электромобилей (BEV). страх оправдан, ведь сегодня емкость таких батарей невелика, а заряжаются они от часа, а то и в несколько раз дольше.

литий-ионный, аккумулятор, электромобиль, США

Ученые из Пенсильванского университета разработали технологию, которая позволяет полностью заряжать современные EV-аккумуляторы всего за несколько минут. «Мы продемонстрировали, что можем зарядить электромобиль за 10 минут и после этого он проедет от 350 до 500 км», рассказал инженер-химик Чао-Ян Ван. По его словам, технология поддерживает 2500 циклов такой зарядки, что эквивалентно 750 000 километров пути.

 

 

 

Критическим барьером для XFC является литирование, которое обычно происходит при высоких скоростях зарядки и резко ухудшает срок службы батареи и ее безопасность. Представлен метод асимметричной модуляции температуры (АТМ), который заряжает литий-ионную батарею при повышенной температуре 60°C, чтобы исключить литирование, и ограничивает время воздействия до 60°C всего лишь ~ 10 мин за цикл, чтобы предотвратить серьезное деградация материалов. Используя имеющиеся в промышленности материалы для аккумуляторов, мы показываем, что высокоэнергетическая (209 Вт/кг) литий-ионная батарея по методу АТМ сохраняет емкость 91,7% после 2500 циклов XFC (что равно 500 000 миль пробега), что намного превосходит Департамент США. энергии (DOE) (500 циклов с потерей 20%).

 

Это обстоятельство очень важно, потому что EV-батареи (такие же, как в ноутбуках и смартфонах) — это литий-ионные аккумуляторы, которые поддерживают лишь ограниченное количество циклов «зарядка\разрядка», после чего приходят в полную негодность. Одним из основных факторов, способствующих ускорению этого процесса, является нагрев — вот почему важно не допускать перегрева устройства и правильно охлаждать его электронную начинку.

 

Новая технология решает эту проблему довольно изящно. Во время экстремально быстрой зарядки аккумулятор в самом деле нагревается — но лишь на весьма короткое время. Исследования разработчиков показывают, что это сильно замедляет изнашивание батареи в сравнении с привычными нам аналогами. «В данном случае позитивные стороны и выгода для пользователя заметно перевешивают негативные», уверяет Ван.

литий-ионный, аккумулятор, электромобиль, США

Добавление 200-мильной дистанции за 10 минут, так называемая экстремально быстрая зарядка (XFC), является ключом к широкому распространению аккумуляторных электромобилей (BEV). Здесь представлен метод асимметричной температурной модуляции (АТМ), который, с одной стороны, заряжает литий-ионную батарею при повышенной температуре 60 ° C, чтобы исключить литирование, а с другой, ограничивает время воздействия при 60 ° C. до ∼10 мин на цикл, или 0,1% срока службы BEV, чтобы предотвратить серьезный рост твердофазных электролитов.

 

 

 

Асимметричная температура между зарядом и разрядкой открывает новый путь для улучшения кинетики и транспорта во время зарядки при одновременном достижении длительного срока службы. Батарея емкостью 9,5 Ач 170 Вт/кг выдержала 1700 циклов XFC (от 6 C до 80% заряда) при потере емкости на 20% с АТМ по сравнению с 60 циклами для контрольной ячейки и что 209 -Wh / кг ячейка BEV сохранила емкость 91,7% после 2500 циклов XFC.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!