Nowa technologia ułatwi szybkie ładowanie baterii elektryków

Naukowcy z amerykańskiego Penn State University znaleźli sposób na naładowanie baterii litowo-jonowych, zasilających pojazdy elektryczne w zaledwie około 10 minut.

Cała tajemnica tkwi w podgrzaniu akumulatora do około 60 stopni Celsjusza, a następnie szybkiego go ochłodzenia. Wykorzystanie tej metody ma umożliwić zaopatrzenie pojazdu w energię potrzebną do pokonania około 320 km.

Sposób na szybko ładującą się i wytrzymałą baterię

Nie mamy więc tu do czynienia z żadną nową, skomplikowaną technologią, a cały proces jest przeprowadzany dla zwykłego akumulatora litowo-jonowego. Jednak zastosowanie tej techniki spowoduje zużycie baterii zaledwie po kilku cyklach ładowania. Dzieje się tak dlatego, że gdy akumulatory ładują się zbyt szybko, wytwarzają „płytkę akumulatorową”, znaną również jako wzrost interferencji elektrolitów stałych (SEI). Pokrycie płyty baterii metalem litowo-elektrodowym zmniejsza pojemność akumulatora.

Naukowcy musieli więc znaleźć takie rozwiązanie, które pozwala naładować akumulator o dużej pojemności szybko i utrzymać jego funkcjonalność przez co najmniej 2500 cykli. Wykorzystali ładowanie asymetryczne polegające na podgrzaniu akumulatora podczas ładowania, a następnie ochłodzeniu go w trakcie przechowywania energii. Celem było podgrzanie komórek tuż za punktem, w którym może dochodzić do powlekania litem.

Naukowcy dodali cienką folię niklową do wewnętrznej struktury akumulatora, umożliwiając mu pochłanianie nadmiaru ciepła z szybkiego ładowania i przekazywanie go do samego akumulatora. Folia także równomiernie rozprowadza ładunek na akumulatorze, pozwalając uniknąć zwarć. Co ciekawe powoduje też, że akumulator szybciej chłodzi się po naładowaniu, ponieważ potrzebuje mniej czasu, by nagromadzić ciepło. Zmniejsza to także zużycie spowodowane nadmiernym ciepłem innych elementów akumulatora.

Czy nowa technologia ułatwi życie kierowcom samochodów elektrycznych?

Baterie testowe były ładowane przy wewnętrznej temperaturze o wysokości 40, 49 i 60 stopni Celsjusza. Kontrolny akumulator utrzymywano w temperaturze 20 stopni Celsjusza. Elektroda rozgrzana do 60 stopni przetrwała 2500 cykli superszybkiego ładowania bez gromadzenia się płytki litowej, która utrudniłaby chłodzenie komórek. Według współautora eksperymentu Xiao-Guang Yanga bateria posiadająca wewnętrzne ogrzewanie będzie więc działać dobrze w każdych warunkach klimatycznych.

Yang chce teraz sprawdzić, czy uda się skrócić czas ładowania do zaledwie pięciu minut. Gdyby technologię udało się opatentować znacznie ułatwiłaby codziennie funkcjonowanie kierowcom samochodów elektrycznych. Często ładowanie pojazdów zabiera bardzo dużo czasu, a zgromadzona w bateriach energia nie starcza na cały przejazd, zwłaszcza w przypadku długich dystansów. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że wprowadzenie tej technologii w życie wymagałoby powstania nowych i przebudowy już istniejących stacji ładowania, tak by były one w stanie wytworzyć 400 kilowatów energii w zaledwie kilka minut.

Najczęściej czytane

EMP pokaże prototypy polskiego „elektryka”. Premiera odbędzie się online.

Czytaj więcej

Projekt polskiej marki samochodów elektrycznych może pobudzić krajową gospodarkę

Czytaj więcej

Czy auto elektryczne ma standardowy akumulator 12V?

Czytaj więcej

Jak będą wyglądać pierwsze polskie samochody elektryczne? [film]

Czytaj więcej

Polska marka samochodów elektrycznych impulsem do rozwoju rodzimej branży motoryzacyjnej

Czytaj więcej

Gdzie i kiedy można obejrzeć premierę polskiej marki motoryzacyjnej? ElectroMobility Poland ujawnia szczegóły transmisji

Czytaj więcej