Ученые открыли способ продлить срок службы литиевых батарей на 50%

Исследователи из Вашингтонского университета, Стэнфордского университета и корпорации Toyota открыли прорывной метод, позволяющий значительно продлить срок службы литиевых батарей. Новый подход может произвести революцию в аккумуляторных технологиях, особенно в индустрии электромобилей, увеличив эффективный срок службы тяговых батарей на 50%.
 

Как все работает сейчас

Текущий промышленный стандарт производства литиевых батарей предусматривает метод предварительного заряда слабым током, который используется для формирования защитного полутвердого слоя на отрицательном электроде.

Этот слой предотвращает нежелательные химические реакции, защищая литий внутри электрода. Обычно этот начальный процесс зарядки слабым током занимает около десяти часов и приводит к потере до 9% лития.

Чем медленнее заряжается батарея, тем меньше ионов лития теряется, однако этот процесс является критически важным для сохранения ее целостности.

Шукаєте авто на кожен день? SUZUKI Vitara Hybrid 2024 року стане чудовим вибором. Цей кросовер з адаптивним круїз-контролем, системами моніторингу сліпих зон, автоматичного гальмування та економною витратою пального. Важливо, що зараз він продається зі знижкою до 86 000 грн.

Инновационный подход

Недавнее исследование, проведенное командой из Университета Вашингтона, Стэнфордского университета и корпорации Toyota, ставит под сомнение этот традиционный подход.

После длительных экспериментов с почти 200 литий-ионными элементами ученые обнаружили, что кратковременная зарядка при более высоких уровнях тока может продлить срок эксплуатации батарей в среднем на 50%. В некоторых случаях срок службы увеличивался на целых 70%.

Новый метод предполагает зарядку аккумулятора в течение 20 минут при высоком токе, что ускоряет первоначальное формирование защитного слоя. Однако такой подход имеет существенный компромисс: более высокие потери ионов лития, которые могут достигать до 30%.

Несмотря на этот недостаток, удлиненный срок службы батареи является убедительным преимуществом, особенно учитывая то, что мировой спрос на электромобили продолжает расти.

Где это применимо?

Полученные данные особенно актуальны для рынка электромобилей, где долговечность аккумуляторов имеет решающее значение. Более долговечные батареи могут повысить стоимость перепродажи электромобилей и сделать их более привлекательными на вторичном рынке.

Кроме того, концепция взаимозаменяемых тяговых батарей, которую уже продвигают некоторые компании, может приобрести популярность. Например в будущем мы сможем увидеть распространенные станции замены батарей, которые позволят водителям заменить аккумулятор в автомобиле менее чем за пять минут, не выходя из машины.

Эта система, которая содержит возможность аренды аккумуляторов большой емкости для длительных поездок, может стать еще более привлекательной, если срок службы стандартных тяговых батарей увеличится.

Поскольку электромобили становятся все более распространенными, решение которое может повысить долговечность батареи или минимизировать потери лития, станет критически важным и популярным для производителей. Этот новый метод, несмотря на свои компромиссы, предлагает потенциальный путь к более долговечным и эффективным батареям.