BuildingTECH

search


Энергия

Благодаря новой разработке инженера Тао Гао, аккумуляторы для электромобиля можно зарядить за 10 минут

Благодаря новой разработке инженера Тао Гао, аккумуляторы для электромобиля можно зарядить за 10 минут

Самое неприятное ограничение владения электрическим автомобилем - это время, необходимое для полной зарядки аккумулятора. Например, для зарядки Tesla требуется 40 минут, чтобы зарядить ее до 80% емкости.

Ученые долгое время считали, что законы физики ограничивают скорость безопасной перезарядки батареи, но новое исследование, проведенное доцентом кафедры химической инженерии Университета штата Юта Тао Гао, открыло новые возможности к созданию батареи, которую можно перезарядить лишь за считанные минуты.

«Это понимание закладывает основу для будущих инженерных работ, необходимых для решения этой проблемы», - говорит Гао. «Теперь мы знаем, куда идти. У нас есть четкое видение того, что нужно сделать».

Литий-ионные батареи стали популярным выбором для портативной электроники и полностью электрических транспортных средств из-за их высокой плотности энергии, малого веса и длительного срока службы. Они также используются в портативных компьютерах, портативных электроприборах и для хранения солнечной энергии.

Но то, как быстро литий-ионный аккумулятор может перезаряжаться, мешает явление, известное как «покрытие лития», побочная реакция, которая происходит, когда ионы лития слишком быстро помещаются в частицы графита. Гао сравнивает работу литий-ионной батареи с мячом для пинг-понга, которым бьют по столу взад и вперед. Шар или ион лития перемещается от положительного электрода к отрицательному в процессе зарядки. Скорость зарядки аналогична скорости полета мяча. Покрытие лития происходит, когда ион лития движется слишком быстро, и частицы графита в батарее не могут его уловить, объясняет Гао. Во время зарядки это может быть опасно и привести к возгоранию или взрыву аккумулятора, что ограничивает скорость зарядки аккумулятора. Это также может серьезно повредить батарею, ограничив ее срок службы.

Открытие Гао раскрывает важную физику, которая управляет явлением литиевого покрытия в частицах графита во время зарядки аккумулятора, и позволяет прогнозировать образование литиевого покрытия при работе аккумулятора.

Гао считает, что с этим новым пониманием новые технологии могут создать автомобильный аккумулятор, который можно будет полностью заряжать в пять раз быстрее, чем обычно, или примерно за 10 минут, без опасности быстрого разрушения. По его словам, смартфоны, которые с самым быстрым зарядным устройством обычно занимают более получаса, также можно полностью зарядить всего за 10 минут.

Источник:


Читать больше: