Електромобілі тепер зможуть перейти від нульового заряду батареї до 80 відсотків заряду завдяки дослідникам з Університету Ватерлоо, які здійснили прорив у розробці літій-іонних акумуляторів, щоб забезпечити цю надзвичайно швидку зарядку. 15 хвилин - це набагато швидше, ніж поточний галузевий стандарт, що становить майже годину, навіть на станціях швидкого заряджання.
Дослідження було опубліковано у журналі Advanced Science.
Акумулятори, виготовлені з використанням цієї нової конструкції, також здатні витримувати більше зарядок до 800 циклів, що неможливо з поточними акумуляторами електромобілів.
«Нам потрібно зробити електромобілі доступнішими та дешевшими, не лише для багатих», — сказав Іверік Рангом, професор кафедри хімічної інженерії. Якщо ми зможемо зробити батареї менше, заряджати швидше і служити довше, ми знизимо загальну вартість автомобіля. Це робить електромобілі прийнятним варіантом для більшої кількості людей, включаючи тих, хто не має домашніх зарядних станцій або хто живе у квартирах. Це також збільшить вартість уживаних електромобілів, зробивши електротранспорт більш доступним».
Ця нова конструкція допоможе водіям уникнути «страху за дальність ходу» — занепокоєння далекими поїздками без доступу до зарядних станцій. Вона також усуне ще один серйозний бар'єр на ринку: надійність уживаних електромобілів. Демонструючи колосальне збільшення можливості будь-якої батареї витримувати до 800 зарядок, ця технологія дозволить усунути хвилювання щодо стану працездатності батареї для покупців уживаних автомобілів.
Кожна батарея має анод і катод. Цей прорив стався завдяки зміні конструкції анода, що традиційно ґрунтується на графіті. Дослідницька група розробила метод сплавлення частинок графіту разом, що покращує електропровідність. Зміна архітектури батареї сприяє швидкому переміщенню іонів літію без типових ризиків деградації батареї або загроз безпеки, пов'язаних зі швидкою зарядкою.
Зосередження уваги на архітектурі анода при збереженні традиційних матеріалів, що використовуються в літій-іонних батареях, спрощує інтеграцію технології в процеси виробництва батарей.
«Ми не винаходимо велосипед із погляду матеріалів у літій-іонних акумуляторах. Ми просто шукаємо найкращий спосіб організувати частинки та надати сполучним речовинам, які їх утримують, нові функції, такі як сучасні властивості перенесення електронів, іонів та тепла», — сказав професор Майкл Поуп, керівник Центру досліджень акумуляторів та електрохімії в Онтаріо при Університеті Ватеріо. "Цей підхід гарантує, що технологію можна масштабувати та впроваджувати з використанням поточних виробничих ліній, пропонуючи виробникам акумуляторів недороге рішення".
Наступним кроком для дослідницької групи є оптимізація виробничого процесу та забезпечення готовності технології до широкого впровадження у промисловість. Група оцінює продуктивність у прототипах, щоб оцінити інтерес зацікавлених сторін у галузі.
"Ми зосереджені на тому, щоб це рішення було не тільки ефективним, а й масштабованим", — сказав Рангом, провідний дослідник Battery Workforce Challenge. «Дуже важливо, щоб його можна було впровадити в наявну інфраструктуру як для виробництва акумуляторів, так і для зарядних станцій».
Джерела: The University of Waterloo
