Учени: Бързо зареждащите се li-ion батерии пестят време, но умират бързо

12
1369

Учени, които проучват деградацията на литиево-йонните батерии, вярват, че бързото зареждане нанася повече вреди от колкото очакваме. Проучване на Purdue University установява това чрез сканиране на електродите на батериите на атомно ниво.

Екипът, воден от Kelje Zhao, асистент професор по машиностроене, използват няколко техники за сканиране и компютърно оптимизиране на данните. Те са работили над определена неназована батерия и са стигнали до ахилесовата ѝ пета.

Най-общо казано, бързото зареждане вреди на електродните частици в батерията, което намалява капацитета и живота. Това се случва заради йоните на лития, които се движат между електродите.

„В бързо зареждащите се батерии има по-дебели електроди, но това не неутрализира щетата. Капацитетът на една батерия не зависи от броя на частиците, а от начина на употреба на йоните.“, разяснява Жао.

За да разберат как батерията, която е налична на пазара, се променя при зареждане и разреждане, екипът прави 3D модел на устройството. Използват се два научни труда, които са публикувани в Advanced Energy Materials и Journal of the Mechanics and Physics of Solids.

Направена е снимка на батерията посредством рентген. Работата е извършена от European Synchotron Radiation Facility и SLAC National Laboratory. Батерията се слага между източник на рентгенови лъчи  и детектор. Електромагнитните лъчи очертават вътрешната структура на батерията, а детекторът запазва информацията.

Посредством сканиране от различни ъгли,  се събират множество от 2D изображения. Те после се наслагват, за да се получи 3D обект. Равнините са превърнати в триизмерни посредством специален алгоритъм. Посредством изкуствен интелект учените отбелязват в кои зони има щета.

При всяко зареждане на батерията, литиевите йони се местят между положителния и отрицателния електрод. През това време те си взаимодействат с частиците на електродите. Това води до напукване и цялостна деградация във времето. Колкото по-увреден става електрода, толкова по-малък е капацитетът за зареждане.

Във видеото може да видите генерираните по време на проекта снимки и модели.

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=cdskb57St8s

Опитите да се намерят начини за противодействие на деградацията на батериите търсят решение голям проблем, който афектира не една и две индустрии. Преди обаче да се измисли как да подобрят li-ion батериите, те трябва да разберат механизмите, по които се влошава състоянието им.

Определено технологиите за производство на всякакви устройства и електромобили вървят смело напред, докато методите за съхраняване на енергия изостават.

Компании от всякакви браншове инвестират в проучвания по темата. Ако се намери устойчиво решение, то не само ще спести много разходи на потребителите и производителите, но и ще отвори възможност за още по-голям технически прогрес. Множеството фактори, които трябва да се имат предвид, правят задачата сложна – скорост на зареждане, капацитет на съхраняваната енергия, живот на батерията.

Трудно е да се развиват едновременно, но със сигурност не е невъзможно.

 

 

0 0 глас
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
12 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари