EV: Pētnieki atrod galveno trūkumu, kas ierobežo ātru uzlādes akumulatora darbību

Ātri uzlādējamu elektrisko automobiļu radīšana ir divgriezīgs zobens. No vienas puses, uzlādes laika samazināšana no stundām uz minūtēm ir būtisks solis ceļā uz EV pievilcību patērētājiem - neviens nevēlas gaidīt pie sūkņa pusotru stundu. Tomēr pētījumi ir arī atklājuši, ka ātrs automašīnas akumulatora uzlādēšana kavē tā darbību.

Uzņēmumi, piemēram, Tesla un Porsche, ir šīs problēmas risināšanā priekšplānā, cenšoties piesaistīt patērētājus saviem elektroniskajiem tīkliem, pateicoties „ļoti ātriem” uzlādes laikiem. Bet litija jonu akumulatoru uzlādes procesa paātrināšana rada ķīmisku reakciju, kas pazīstama kā litija pārklājums, kas laika gaitā var ievērojami pasliktināt automašīnas akumulatoru. Par laimi, amerikāņu zinātnieku grupa ir izmantojusi rentgena tehnoloģiju jaudu, lai labāk izprastu šo parādību, lai nākotnē attīstītu labākas baterijas.

Pētījums, kas publicēts žurnālā Enerģētika un vides zinātne, īpaši izpētītas monētu šūnu, uzlādējamas litija jonu baterijas ar grafīta elektrodiem vai pozitīvi un negatīvi uzlādētas šūnas sastāvdaļas. Izmantojot metodi, kas pazīstama kā enerģijas izkliedējošā rentgenstaru difrakcija, pētnieki spēja sagrābt bateriju „filmu”, kas strauji uzlādējot sāka darboties nepareizi. Tas deva viņiem skaidru priekšstatu par to, kā litija pārklājums var notikt daudz lielākās šūnās, kuras galu galā tiks izmantotas automašīnu un viedtālruņu darbināšanai.

Pētnieki arī atklāja, ka elektrolīts - vai šķidrums litija jonu akumulatoros, kas sedz lādiņu starp elektrodiem - mēdz sacietēt pie separatora, membrānas starp šūnu elektrodiem. ASV Enerģētikas departamenta baterijas zinātnieks Daniels Abrahams un pētījuma līdzautors skaidro, kā tas deva pētniekiem labāku izpratni par precīzi kas izraisa šo straujo pasliktināšanos.

"Jūs to varētu sagaidīt tikai no veselā saprāta," viņš teica paziņojumā. "Bet, redzot tieši to, kā litijs tiek izplatīts elektrodā, mēs gūstam spēju precīzi noteikt akumulatora novecošanas nehomogēnu veidu."

Izrādās, ka litijs palielina grafīta kristālisko struktūru, kas noved pie neliela metāla nogulsnes pie separatora. Pēc kāda laika šī uzkrāšanās sāk traucēt šūnas kopējo spēju, samazinot automašīnas diapazonu vai tālruņa kopējo akumulatora darbības laiku.

Pašlaik vienīgais veids, kā novērst litija pārklājumu, ir novērst pārspriegumu saskaņā ar UPS akumulatoru centru. Tas nav tieši saderīgs ar EV nozares misiju, lai kādu dienu izpildītu mūsu ātrās iekasēšanas sapņus. Bet to varētu atrisināt, ja bateriju zinātnieki izdomā veidu, kā aizstāt grafītu ar mazāk kristālisku materiālu.

Tagad, kad Ābrahāms un viņa kolēģi ir sapratuši, kā novērot litija pārklājumu, viņi plāno izpētīt lielākus bateriju elementus, kas atrodami EV un viedtālruņos. Tādā veidā viņi var strādāt pie konkrētiem risinājumiem, lai radītu ilgstošas ​​baterijas, kas var arī ātri uzlādēt, un šī attīstība, tiklīdz tā būs sasniegta, noteikti nosūtīs trieciena viļņus vairākās nozarēs.