Как известно, запас хода электромобиля зависит от емкости аккумулятора.
Более быстрая зарядка и более длительный срок службы аккумуляторов электромобилей зависят от аккумуляторов различной конструкции. Однако литий-ионные аккумуляторы преобладают в типах, используемых в элекрокарах, что дает импульс дальнейшим исследованиям в области более быстрой зарядки и более долговечных материалов аккумуляторных батарей.
Такие параметры, как срок службы, безопасность, экономичность, энергия и мощность или грузоподъемность, имеют большое значение при рассмотрении подходящих типов батарей для электромобилей. Платформа электромобилей General Motors, например, питается от аккумуляторной системы Ultium, литий-ионного элемента с емкостью от 50 до 200 кВтч и может обеспечить дальность поездки до 650 км (400 миль) при полной зарядке. Первый полностью электрический автомобиль автопроизводителя, GMC HUMMER EV 2022 года, будет получать энергию от аккумуляторов Ultium.
Одна область исследований литий-ионных аккумуляторов, которая остается нерешенной, — это то, как можно получить большую мощность за счет значительного сокращения времени зарядки и разрядки без уменьшения размера частей электродных материалов. Проблема с уменьшением размера состоит в том, что это снижает объемную плотность энергии батарей.
Исследователи материаловедения из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) в Корее разработали метод продления срока службы литий-ионных батарей. В статье, опубликованной в журнале Energy Environmental Science, исследователи отметили, что, когда промежуточная фаза образуется при фазовом переходе во время зарядки и разрядки, можно получить большую мощность без потери высокой плотности энергии или уменьшения размера частиц за счет быстрой зарядки и разрядки.
Ученые отметили, что «фазовый переход» происходит, когда литий вводится и вытесняется во время процессов зарядки и разрядки, а существующая фаза вещества превращается в новую фазу.
Промежуточная фаза буферизации имеет решающее значение, поскольку поддерживает разработку литий-ионной батареи с более длительным сроком службы. Этот метод может помочь создать и «вырастить» новую фазу внутри частицы, что, как отметили исследователи, улучшает скорость введения и удаления лития из частицы. В свою очередь, образование промежуточной стадии может значительно увеличить скорость зарядки и разрядки элемента за счет создания однородной электрохимической реакции в электроде.
Электроды литий-ионного аккумулятора, синтезированные исследовательской группой, заряжались до 90% за 6 мин и разряжались на 54% за 18 сек. По их словам, эти результаты являются многообещающим признаком разработки мощных литий-ионных аккумуляторов.
«Это исследование заложило основу для разработки литий-ионных аккумуляторов, которые могут обеспечить быструю зарядку и разрядку, высокую плотность энергии и длительную работу», — сказал профессор Бёнгу Кан.
Исследование было проведено группой под руководством Канга и доктора Минкьюнг Ким из отдела материаловедения и инженерии POSTECH, а также под руководством профессора Вон-Суб Юна из отдела энергетических наук Университета Сунгюнкван в Корее.
Оставьте комментарий