Въпреки, че са една от най-практичните и ефективни технологии за съхранение и доставка на електрическа енергия, литиево-йонните батерии започнаха да достигат своите граници. Това накара учените да започнат да търсят алтернативни материали и решения за съхранение на енергия.
Сега изследователи твърдят, че могат да направят така че литиево-йонните батерии да работят по-добре и за по-дълъг период от време.
Екип от европейски изследователи от Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) и Хумболтовия университет в Берлин са разработили алтернативно решение за зареждане. То позволява на литиево-йонните батерии да работят много по-дълго от сега.
Изследването показва, че батериите стават по-устойчиви и запазват по-висок енергиен капацитет след стотици цикли на разреждане и зареждане чрез промяна на начина, по който зарядното устройство подава ток към електролитните материали.
Литиево-йонните батерии са компактни, здрави „контейнери“ с енергия, които са станали повсеместно разпространени. Електрическите превозни средства и електронните устройства разчитат на тях, но капацитетът им постепенно намалява. Това е така тъй като електролитите преминават през мембраната, която разделя анода и катода. Най-добрите налични литиево-йонни батерии от търговски клас използват електроди, изработени от съединение, известно като NMC532 и графит. Те осигуряват експлоатационен живот до 8 години.
Конвенционалното зареждане използва постоянен ток (ПТ) от външна електрическа енергия. Проучването анализира какво се случва с образците на батериите при използване на ПТ при зареждане и открива, че интерфейсът на твърдия електролит (SEI) на анода е „значително по-дебел“. Освен това учените откриват повече пукнатини в структурата на NMC532 и графитния електрод.
По-дебелият SEI и повечето пукнатини в електродите означават значителна загуба на капацитета за литиево-йонните батерии. Затова изследователите са разработили протокол за зареждане, базиран на импулсен ток (ИТ).
След зареждане на батериите с новия протокол екипът открива, че SEI интерфейсът е много по-тънък и електродните материали претърпяват по-малко структурни промени.
Екипът използва две от водещите европейски синхротронни съоръжения за ускоряване на частици – „BESSY II“ и „PETRA III“, за да проведе експериментите за зареждане с импулсен ток. Те откриха, че зареждането с ИТ насърчава „хомогенното разпределение“ на литиевите йони в графита. Това намалява механичното напрежение и пукнатините в графитовите частици. Протоколът може също така да потисне структурната деградация в катода на NMC532.
Проучването показва, че високочестотните импулси с ток с квадратни вълни дават най-добри резултати. Тестовете показват, че зареждането с компютър може да удвои експлоатационния живот на литиево-йонните батерии със запазване на капацитета на 80 %.
„Импулсното зареждане може да донесе много предимства по отношение на стабилността на електродните материали и интерфейсите и значително да удължи експлоатационния живот на литиево-йонните батерии.“
казва професорът от ТУ Берлин д-р Юлия Ковал, съавтор на изследването
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
