Автор:
Галина Костенко
Опубліковано: 25 квітня 2024
Час читання: 2 хвилини
Група вчених із Центру Гельмгольца в Берліні та Університету Гумбольдта в Німеччині виявила, що заряджання високочастотним імпульсним струмом (ІТ) може зменшити ефект старіння акумуляторів і зберегти їх ємність на рівні 80%.
Цей новий протокол заряджання відрізняється від традиційного методу зарядки постійним струмом, який використовується в сучасних літій-іонних акумуляторах. В ході експериментів вчені виявили, що імпульсний заряд сприяє однорідному розподілу іонів літію в графіті, знижуючи механічну напругу і розтріскування частинок графіту, що покращує структурну стабільність анода.
Після низки тестів, вчені зробили висновок, що зарядка високочастотним імпульсним струмом (ІТ) зменшує ефект старіння акумулятора і це залежить від його частоти. Протоколи зарядки високочастотним імпульсним струмом максимально подовжують термін служби комерційних літій-іонних акумуляторів удвічі зі збереженням ємності на рівні 80%.
Сучасні протоколи передбачають зарядку постійним струмом. Однак дослідники дійшли думки, що це не найкращий метод. Вони проаналізували роботу комерційно доступних елементів NMC532 з графітовим анодом (NMC532 — це показник пропорцій сполуки нікелю, марганцю та кобальту у співвідношенні 5:3:2 у катоді. Ця сполука змішується з літієм. Багато електромобілів оснащені акумуляторами саме з такою сумішшю, — ред.).
Під час тестів батареї заряджалися або традиційно постійним струмом (ПС), або за допомогою нового протоколу зарядки — імпульсним струмом. Потім осередки батарей були розібрані і ретельно вивчені. Вчені побачили, що межа розділу твердого електроліту на аноді була значно товщою на зразках, які заряджаються постійним струмом, що погіршувало ємність. Крім того, команда виявила більше тріщин у структурі NMC532 і графітових електродах, що також сприяло втраті ємності. А ось під час заряджання за допомогою ІТ межа розділу твердого електроліту була набагато тоншою, і структурних змін у матеріалах електродів було набагато менше.
Цікаво, що інші дослідники з Корнельського університету також працюють над технологією швидкої зарядки, яка може зарядити батареї за лічені хвилини, використовуючи індій для покращення анодних властивостей літієвих батарей.
Ці нововведення можуть кардинально змінити підхід до використання електротранспорту, роблячи його більш привабливим завдяки зменшенню розмірів і вартості батарей, а також завдяки можливості швидкої зарядки.
