Фото: iStock
Современные электрокары используют литий-ионные аккумуляторы, которые дороги в производстве и обеспечивают ограниченный запас хода. Ученые Стэнфордского университета предложили использовать новый тип аккумуляторов в сочетании с оригинальным способом продлить им жизнь.
Современные литий-ионные аккумуляторы питают все: от наушников, смартфонов и пылесосов до дронов и электрокаров. Но их жизненный цикл довольно короток, они быстро деградируют. Исследователи пытаются решить эту проблему, экспериментируя с разными химическими составами и конфигурациями. Одним из наиболее перспективных типов считаются литий-металлические элементы, благодаря гораздо более высокой плотности энергии, чем у лучших современных литий-ионных батарей.
Ученые Стэнфордского университета утверждают, что литий-металлические батареи могут обеспечить будущим электрокарам запас хода в 800 – 1100 километров. Однако и эта технология не позволяет избежать относительно быстрой деградации элементов при зарядке и разрядке.
Во время разрядки кусочки металлического лития микронного размера попадают в зону твердого электролита (SEI), губчатую матрицу, которая находится в месте соединения анода и электролита. С каждым циклом зарядки и разрядки накапливается дополнительный мертвый литий, что приводит к быстрой потере емкости аккумулятора. Это одна из главных причин, препятствующая запуску в серийное производство данного типа аккумуляторов.
Специалисты много лет пытаются найти решение этой проблемы, тестируя различные материалы и методы. Недавно ученые Стэнфорда обнаружили до смешного простой способ – просто разрядить батарею и дать ей несколько часов постоять спокойно. Отмерший литий воссоединяется с анодом, аккумулятор восстанавливает и может прослужить дольше.
Разряженная на несколько часов батарея безусловно не порадует владельцев электрокаров, которых и так раздражает необходимость тратить время на ее зарядку. Поэтому исследователи придумали хитрый ход. Большинство аккумуляторных блоков состоят из множества модулей, и их можно использовать выборочно. Пока одни модули отдыхают и регенерируются, другие питают электромобиль. Было бы несложно запрограммировать систему управления батареями для зарядки и разрядки аккумуляторных модулей по мере необходимости, чтобы поддерживать их в идеальной форме.