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

12
1246

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.

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.

 

 

12
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
7 Коментари
5 Отговори на коментарите
1 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
assa
assa

Нима трябва да си учен, за да достигнеш до такова прозрение? Да ви се похваля, аз съм учен!!!

МИБМОИО
МИБМОИО

Това са учени от МИБМОИО – Максимегалонски институт за бавно и мъчително откриване на изненадващо очевидното 🙂

Лошото е, че народът изпростява със страшна сила. Дори колеги компютърджии с над 25 години стаж ми се хвалят какви нови телефони с бързи зарядни си купили. И като ги питам защо насила си състаряват батерията, след като телефоните им издържат спокойно по два дни работа с едно зареждане, т.е. нямат никакви проблеми да ги зареждат нормално нощем, те ми отговарят: „Ама не, той производителят разрешава бързо зареждане, значи не е вредно!“.

sameman
sameman

Внимание! Царят е гол!

ссс
ссс

Защо трябва да ме интересува дълголетието на предмет, който така или иначе след 1-2 години ще изхвърля в кофата(разделно) и ще си купя нов? Има толкова по-истински неща за които да ме е грижа! Не слугувам на батерии, телефони, компютри, коли и т.н. Съветвам ви, да се отърсите от тая безумна любов и да си насочите енергията към разумните същества: приятели, деца, животни и т.н.

assa
assa

Ако всички мислиха като теб още щяхме да сме по дърветата, но добре че не сме.

ха-ха-ха
ха-ха-ха

Ами то точно на балъци като тебе разчитат производителите 🙂 Затова капиталистите стават все по-богати, а работещите хора – все по-бедни. Защото на промитите мозъчета им е внушено, че не е ФЙЕШЪН да си с един и същ телефон повече от година-две и да караш кола на повече от 4-5 години. Въпреки че човек спокойно може да ползва един и същ апарат по 7-8 години, а една и съща кола – поне 15-20. И вместо да бачка нон-стоп като роб, за да изплаща цял живот кредити и лихви за нови боклуци, да отделя повече време и средства за приятелите си,… Виж още »

Notefan
Notefan

Търкулнало се гърнето, намерило си похлупак – от една страна имаме големите компании, чиито интерес е постоянно да купуват хората най-най-новото (планирано остаряване, филма „Купи, хвърли купи“), от друга имаме хора, които постоянно искат да са с най-новото и лъскаво… Край няма… От друга страна технологиите постоянно се развиват и за да си в крак… Имам стар андроидски телефон, който му спряха ъпдейтите и вече нищо не работи на него. Единствената работа, която върши в момента е да е риск за информацията, която имам на него… Тея дни разбрах, че освен всичко друго, кучето ми трябва и чип да има.… Виж още »

при мен пък обратното
при мен пък обратното

И аз съм със стар апарат с Android 4.2, но всичко, което ми трябва, си работи като слънце, без да инсталирам каквито и да е ъпдейти. И няма ни най-малък риск за информацията ми. Root-нах го, сложих му 32 GB microSD карта, качих му навигации iGo и Sygic с актуални карти – бачкат идеално, ползвайки спътници и на GPS, и на GloNaS. QR Code скенерът също няма проблеми. Като ми трябва някаква справка, примерно за някое разписание – пускам си вградения браузър на Samsung и отварям съответната страница. След което, естествено, спирам мобилния нет. Не съм от зомбитата, които ходят… Виж още »

Technical
Technical

Бързото зареждане ще върви много добре със суперкондензатори, но в момента е изнасилване на литиево-йонните батерии. Знаеше се отдавна.

TGR
TGR

Сега 2 неща.
1. Този факт, е известен много отдавна и подлежи на всички закони на физиката. Да батерията деградира по-бързо в тези случаи. Има една стара приказка „свещ, която гори/свети 2 пъти по-силно, изгаря два пъти по-бързо“
2. Това, което не са представили в статията, е че колегата учен изследовател се опитва да разбере принципите/процесите и законите, по които се случва този феномен, с цел подобряването на производственият процес, за да се избегне това нещо.

Антонии
Антонии

По анода и електролита се работи активно в последно време. Напредък има. Въпрос на време е нещата да се вкарат на конвейра. До тогава – зареждай с малък ток.

Пенчо
Пенчо

Който незнае как да си ползва батерията му умира. Аз имам телефони от 2010г. които още са на оригиналните си батерии и държат толкова колкото и тогава – 2 дни.