Вчені створили акумулятор, який заряджається за 10 хвилин навіть при -10°C

Холодна погода — одна з головних причин зниження ефективності сучасних електромобілів. При мінусових температурах зарядка затягується, запас ходу скорочується, а поведінка акумулятора стає менш прогнозованою. Але команда з Університету Мічигану та стартапу Arbor Battery Innovations представила експериментальну літій-іонну батарею, яка демонструє зовсім іншу поведінку

Ключ до прориву – у новій архітектурі анода 

Традиційно виробники намагаються зробити анод товстішим, щоб компенсувати втрату ефективності на морозі. Проте виявилося, що це лише ускладнює рух іонів літію, уповільнюючи зарядку. Дослідники з Мічигану застосували інший підхід: вони створили 3D-структуру з графіту з мікропорами, обробленими лазером, щоб поліпшити проникнення іонів у матеріал. Але це принесло іншу проблему – надто швидка зарядка спричиняє так зване “літієве осадження”, коли іони осідають на поверхні замість проникнення в структуру, знижуючи ємність та створюючи ризики короткого замикання

Щоб уникнути цього, вчені покрили анод тонкою скляною плівкою на основі літієвого борат-карбонату. Завтовшки лише 20 нанометрів, вона стабілізує хімічні процеси під час швидкої зарядки. Результат: акумулятор заряджається зі швидкістю 6C – тобто повний заряд за 10 хвилин, навіть при -10°C. Для порівняння, більшість сучасних батарей заряджаються на 1C – за 60 хвилин. При цьому навіть після 100 циклів зарядки й розрядки батарея зберегла стабільну ємність

Окремий плюс: технологія не потребує глибокої перебудови виробничих ліній 

Один із авторів дослідження, професор Ніл Дасгупта, зазначає, що впровадити цю інновацію можна на основі вже наявних фабрик. Утім, деякі деталі експерименту залишаються не до кінця зрозумілими. Наприклад, невідомо, чи йдеться про зарядку від 0 до 100%, чи лише про типове для електромобілів «швидке» вікно від 20 до 80%

Порівняно з реальними моделями, нова технологія виглядає привабливо 

Наприклад, Tesla Model 3 здатна працювати в діапазоні температур від -30 до +60°C, однак власники часто скаржаться на значне зниження пробігу взимку. Натомість батарея з новою архітектурою не лише працює при морозі, а й заряджається майже без втрати ефективності. І хоча поки що ми говоримо про лабораторний зразок, сама концепція – багатообіцяюча. Реалізація її у серійних електромобілях може суттєво змінити підхід до електрифікації транспорту у холодних регіонах