Самонагревающаяся, литиевая батарея

Самонагревающаяся, литиевая батарея делает электромобили более конкурентными

Обычные литий-ионные батареи не могут быстро заряжаться при температуре ниже определенных значений. Исследователи Университета Пенсильвании создала аккумулятор, который может нагреваться, что позволяет быстро заряжать его, независимо от температуры окружающего воздуха.

Сяо-Гуан Ян, руководитель команды разработчиков, говорит: «Электрические транспортные средства, в том числе электрический трехколесный самокат, особенно популярны в теплом климате, потому что погода благоприятна. Но только вы пользуетесь ими в более суровых условиях, возникает проблема. Мы продемонстрировали, что батареи могут быстро заряжаться независимо от наружной температуры».

Когда владельцы могут заряжать аккумуляторы своего электротранспорта в течении 15 минут на зарядной станции, заправка электромобиля становится почти эквивалентной заправке бензином за время. Таким образом, при достаточном числе таких заправок водители могут  не испытывать «тревогу в диапазоне» и ехать на большие расстояния без забот.

Самонагревающаяся батарея использует тонкую никелевую фольгу. Датчик температуры, подключенный к выключателю, заставляет электроны проходить через никелевую поверхность, когда температура опускается ниже определенных значений. Это быстро нагревает никелевую фольгу за счет сопротивления, что повышает температуру внутренней части батареи. После того, как внутренняя температура батареи увеличивается выключатель размыкается, и электрический ток втекает в аккумулятор, быстро заряжая его. «Одна из уникальных особенностей нашей технологии заключается в том, что сначала она будет нагревать, а затем автоматически переключится на зарядку», поясняет соавтор изобретения Чао-Ян Ван. Разработчики добавили, что никаких изменений на станциях не потребуется, так как нагрев и зарядка происходит внутри батареи, а не зарядных устройств.

В ходе экспериментов установлено, что такая самонагревающаяся батарея может выдерживать 4500 циклов 15-минутной зарядки при нуле градусов по Цельсию с 20-процентной потерей мощности. Это обеспечивает более 300 000 километров и срок службы в 12,5 лет. Обычная батарея, протестированная при тех же условиях, потеряла 20-процентную емкость в ходе 50 циклов зарядки.

Литий-ионные батареи быстро ухудшаются при температурах ниже 15°С, потому что вместо ионов лития, плавно интегрирующихся с углеродными анодами, идет отложение лития на поверхности анода. Это покрытие уменьшает емкость ячейки, а кроме того может вызвать электрические всплески и небезопасные условия.  Батареи, нагретые выше порога ьакого отложения, независимо от температуры окружающей среды или внутреннего нагрева, не будут терять мощность. «Этот способ быстрой зарядки позволит производителям электромобилей использовать уменьшенные батареи, которые легче и безопаснее в использовании», — сказал Ванг.

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *