Скориставшись своїми минулими напрацюваннями, американські вчені розробили літій-іонну батарею, яка поєднуватиме, здавалося б, несумісні речі: стабільність і високу щільність енергії. При цьому кількість циклів заряду і розряду перевищило 4000 – цього вистачить, щоб електрокар з такою батареєю проїхав 1,6 мільйона кілометрів.
Зазвичай виробники акумуляторів для електромобілів йдуть на компроміс між безпекою та щільністю енергії. Якщо щільність дуже висока, є шанс загоряння або навіть вибуху. Але у безпечних матеріалів зазвичай низька продуктивність. Рішення, що задовольняє обом вимогам, немає, розповідає EurekAlert.
Деталі розробки
Вчені з Університету штату Пенсильванія вирішили піти незвичайним шляхом. Вони розділили свою стратегію на два етапи. І спочатку створили дуже надійну батарею з дуже стабільних матеріалів.
На другому етапі вони додали миттєвий нагрів. Кілька років тому вчені з цього колективу розробили батарею здатну нагріватися самостійно, щоб вирішити проблему низької продуктивності в холодному кліматі. За допомогою електричного струму батарея нагрівалася за секунди і отримувала миттєвий приріст реактивності. Таке ж рішення було використано і зараз.
Таким чином, за два кроки вчені домоглися високої надійності, коли батарея не використовується, і високої енергії, коли це необхідно.
Питання безпеки
Безпеку винаходу дослідники перевірили за допомогою випробування цвяхом. Елемент живлення проткнули цвяхом і викликали коротке замикання, а потім простежили за температурою і напругою. Різниця в температурі склала 100 градусів Цельсія, а не 1000, як у звичайній батареї.
А оскільки батарея зроблена зі стабільних матеріалів, у неї довгий термін служби. Навіть при 60 градусах Цельсія число циклів заряду і розряду перевищило 4000 – це понад 1,6 мільйона кілометрів, які може проїхати електрокар з такою батареєю.
До речі, схожі батареї вже використовують деякі автовиробники, зокрема, BMW. Вони ж були обрані для живлення парку електрокарів з 10 тисяч машин, які будуть розвозити гостей на наступних зимових Олімпійських іграх в Пекіні.
Наступний крок
Наступним проєктом команди вчених буде розробка твердотільної батареї, яка, ймовірно, буде теж створена за цим же принципом.
До слова, інша команда інженерів зі США розробили твердий полімерний електроліт, який не боїться загорянь – від дії високої температури він робиться ще міцнішим.