Электромобили становятся все более популярными, но многие сталкиваются с проблемами снижения производительности в холодную погоду. Когда температура падает, зарядка замедляется, а запас хода также резко сокращается. Исследователи из Мичиганского университета и компании Arbor Battery Innovations нашли многообещающее решение, которое может облегчить эти проблемы. Они разработали экспериментальную литий-ионную батарею, которая хорошо работает при минусовых температурах, обеспечивая быструю зарядку и надежный запас хода.
Ключевым нововведением является специальная «3D-архитектура электродов», которая помогает аккумулятору лучше справляться с сильными холодами. Как правило, очень низкие температуры замедляют движение электронов в аккумуляторах электромобилей, что приводит к увеличению времени зарядки и сокращению пробега.
Чтобы решить эту проблему, исследователи сосредоточились на аноде, где ионы лития сохраняются во время зарядки. Они использовали лазеры для изменения графита в аноде, создавая пути, позволяющие ионам лития перемещаться и откладываться быстрее. Хотя это ускорило зарядку, это также создало новую проблему: литиевое покрытие. Это происходит, когда литий накапливается на поверхности анода, а не поглощается, что может ухудшить производительность и безопасность батареи.
Исследовательская группа решила проблему покрытия, нанеся на батарею очень тонкое покрытие толщиной около 20 нанометров. Это покрытие, изготовленное из бората-карбоната лития, предотвращает осаждение лития. В результате аккумулятор может заряжаться быстро со скоростью 6°С, то есть полностью зарядиться его можно всего за 10 минут даже при температуре -10 градусов по Цельсию (14 градусов по Фаренгейту). Исследователи обнаружили, что производительность аккумулятора остается высокой после 100 циклов зарядки в таких холодных условиях.
Нил Дасгупта, профессор машиностроения Мичиганского университета и соавтор исследования, заявил, что эту новую технологию можно добавить в текущие процессы производства аккумуляторов без серьезных изменений.
Современные электромобили уже используют предварительную подготовку аккумуляторов и тепловые насосы, чтобы помочь им в холодную погоду. Однако эти методы не всегда работают идеально, и многие владельцы электромобилей замечают падение запаса хода в очень холодную погоду. Если эту новую аккумуляторную технологию удастся успешно реализовать для электромобилей, она может помочь потенциальным покупателям, особенно в регионах с суровыми зимними условиями.
