Технология, базирана на графен, напълно зарежда литиево-йонна батерия само за 5 минути

Американският стартъп Solidion е разработил технология, която дава възможност литиевите батерии в електромобилите да се зареждат само за 5 минути при всякакви метеорологични условия. Използвайки графенов топлоотвеждащ елемент, системата подгрява батериите преди или по време на зареждането, а вграденото охлаждане предотвратява прегряването по време на работа. Това гарантира, че батериите са безопасни и стабилни в широк температурен диапазон, което е особено важно при по-студен климат. Solidion възнамерява да пусне решението на пазара в рамките на 2-3 години.

За да бъдат електромобилите конкурентоспособни, са необходими системи за бързо зареждане, които да работят при всякакви метеорологични условия и да позволяват зареждане на батерията за време, сравнимо с времето, необходимо за зареждане на автомобил с двигател с вътрешно горене. В повечето части на Северна Европа и половината от САЩ средните зимни температури падат под 0°C. При такова време бързото зареждане на съществуващите електрически превозни средства става невъзможно. За да се справи с този проблем, екипът на Solidion е разработил и патентовал метод за ускоряване на зареждането на отделните клетки или комплекти батерии, без да се нарушава тяхната цялост. Тази стратегия осигурява безопасна работа на батерията и предотвратява термичното изчерпване.

Solidion използва специален графенов слой, който бързо разсейва топлината от батерията, като я загрява предварително преди или по време на зареждането. Графенът има изключително висока топлопроводимост от 5300 W/m-K, която превъзхожда медта (410 W/m-K), а освен това графенът е четири пъти по-лек.

Когато батерията работи (напр. захранва електромобила), системата преминава в режим на охлаждане, като отвежда топлината от батерията, за да предотврати прегряване. Разпределител на топлината отвежда излишната топлина към охладителната система, като по този начин осигурява контрол на температурата и защитава работата на батерията. Това означава, че системата Solidion автоматично превключва между нагряване по време на зареждане и охлаждане по време на използване.

За да се справи с очаквания недостиг на графит от 1,4 милиона тона годишно до 2028 г., Solidion разработи икономически ефективен процес за производство на аноден графит от устойчиви източници, включително биомаса и рециклирани материали.

Компанията е специализирана в областта на твърдотелните батерии и анодите с голям капацитет. Продуктовата линия включва три разновидности на твърдотелни батерии и подобрени анодни материали. Те включват първо поколение литиево-йонни клетки с високо съдържание на силиций, трето поколение литиево-серни клетки и второ поколение литиево-метални клетки без анод. Всеки тип батерии използва твърд електролит, който лесно се синтезира от полимери или полимерно-неорганични композити.

Твърдотелните батерии на Solidion са съвместими със съществуващите съоръжения за производство на литиево-йонни батерии. Тяхната конструкция увеличава пробега на електрическите превозни средства, подобрява безопасността и намалява разходите на кВт⋅ч. Новите катоди могат да заменят скъпите метали като никел и кобалт с по-евтини метали като сяра.