Розробили новий спосіб швидкої зарядки акумулятора при екстремальних температурах

Сучасна технологія зарядки смартфонів чи ноутбуків досить надійна, але схильна до впливу навколишнього середовища. Якщо на вулиці дуже холодно, відбувається металізація літію, коли його іони покривають анод акумулятора. Це причина зниження продуктивності, а в підсумку і користуватися таким акумулятором стає небезпечно. Зарядка при більш високій температурі ефективніша, але теж може призвести до руйнування акумулятора. Однак інженери-хіміки із США під керівництвом професора Чао-Яна Ван (Chao-Yang Wang) Університету штату Пенсильванія (Pennsylvania State University) знайшли спосіб, як безпечно збільшити температуру зарядки і підвищити її швидкість.

В чому полягає новий спосіб
швидкої зарядки акумулятора

Підвищувати температуру до 60 °C не можна, оскільки це занадто висока температура, і вона вважається небезпечною для матеріалів. Вона істотно скорочує термін служби акумулятора. Тому нинішні акумулятори працюють в обмеженому температурному режимі. Акумулятор, що розробили інженери-хіміки розігрівається до 60 °C всього за 10 хв, а потім швидко охолоджується до температури навколишнього середовища. Це відбувається завдяки тонкій нікелевій фользі, яка прикріплена одним кінцем до негативної клеми. Інший кінець виведений за межі акумулятора і утворює третю клему.

Електрони, що рухаються по фользі, нагрівають акумулятор всього за 30 сек. Для охолодження акумулятора використовується ряд пристосувань, зокрема, вентилятори. Вчені відзначають, що коли зарядка відбувається при температурі від 49 °С до 60 °С, а потім швидко охолоджується, металізація літію взагалі не відбувається. Такий підхід дозволяє повторювати процес швидкої зарядки протягом 1700 циклів, тоді як контрольний пристрій витримує температуру в 20 °С всього протягом 60 циклів.

Дослідники показали, що можна зарядити електромобіль, який може проїхати 200 – 300 миль (320 – 480 км) при 10 хв зарядці. Також, цей підхід витримує 2500 циклів зарядки. Тобто, це еквіваленто 700 тис. км пробігу. Вчені стверджують, що таку технологію цілком можна реалізувати, оскільки вона заснована на електродах, використанних в промисловості. Крім того, дослідники обіцяють ще більше скоротити час зарядки, довівши його до 5 хв без шкоди для акумулятора. Це вимагатиме застосування стабільних електролітів і активних матеріалів на додачу до вже винайденої структури нагріву.