電気自動車の人気は高まっていますが、多くの自動車は寒冷地での性能低下という問題に直面しています。気温が下がると充電が遅くなり、航続可能距離も大幅に減少します。ミシガン大学と Arbor Battery Innovations の研究者は、これらの問題を軽減できる有望な解決策を発見しました。彼らは、氷点下でも優れた性能を発揮し、高速充電と信頼性の高い航続距離を可能にする実験用リチウムイオン電池を開発しました。
重要な革新は、バッテリーが極度の寒さにうまく対処できるようにする特別な「3D 電極アーキテクチャ」です。通常、気温が非常に低いとEVバッテリー内の電子の動きが遅くなり、充電時間が長くなり、走行距離が短くなります。
この問題に対処するために、研究者らは、充電中にリチウムイオンが蓄えられるアノードに焦点を当てました。彼らはレーザーを使用してアノード内のグラファイトを変化させ、リチウムイオンがより速く移動して堆積できる経路を作成しました。これにより充電が高速化されましたが、リチウムメッキという新たな課題も生じました。これは、リチウムが吸収されずにアノードの表面に蓄積することで発生し、バッテリーの性能と安全性を損なう可能性があります。
研究チームは、厚さ約20ナノメートルの非常に薄いコーティングをバッテリーに塗布することで、メッキの問題を解決した。このコーティングはホウ酸炭酸リチウムから作られており、リチウムのメッキを防ぎます。その結果、バッテリーは 6C の速度で急速充電できるため、摂氏 -10 度 (華氏 14 度) であってもわずか 10 分で完全に充電できます。研究者らは、このような寒い条件下で 100 回の充電サイクルを行った後でも、バッテリーの性能が良好なままであることを発見しました。
ミシガン大学の機械工学教授で研究論文の共著者であるニール・ダスグプタ氏は、この新技術は大きな変更を加えることなく現在の電池製造プロセスに追加できると述べた。
現代の電気自動車は、寒冷地対策としてバッテリーのプレコンディショニングとヒートポンプをすでに使用しています。ただし、これらの方法が常に完璧に機能するとは限らず、多くの EV 所有者は、非常に寒い天候では航続距離が低下することに気づきます。この新しいバッテリー技術が電気自動車用にうまく製造できれば、特に冬の厳しい条件が厳しい地域で潜在的な購入者を助ける可能性がある。
