Литий-ионный аккумулятор теперь заряжается до 60% за 5,6 минуты с заказанным анодом.
Группа исследователей, связанных с несколькими учреждениями в Китае, увеличила скорость зарядки литий-ионной батареи, добавив медное покрытие и нанопровода к ее аноду для улучшения порядка. Их исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Отраслевые аналитики предположили, что одной из характеристик, сдерживающих повсеместный переход от автомобилей, работающих на бензине, к автомобилям, работающим от аккумуляторов, является время, необходимое для перезарядки аккумулятора. Например, было обнаружено, что автомобилю Tesla требуется почти час, чтобы зарядить аккумулятор с 40% до 80%. В этой новой работе исследователи изучили одно из основных препятствий для более быстрой зарядки и модифицировали батарею, чтобы решить эту проблему.
Одним из основных узких мест в ускорении зарядки является анод батареи. Большинство из них сделаны из графита и состоят из неупорядоченной суспензии, которая, как отмечают исследователи, не является эффективным средством прохождения тока . Они также отмечают, что в дополнение к тому, как материалы в них выстраиваются в линию, существует проблема размера зазора между ними.
Чтобы решить эту проблему, они сначала запустили теоретические модели на уровне частиц, чтобы оптимизировать пространственное распределение частиц разного размера и пористость электрода. Затем они использовали то, что узнали из моделей, для внесения изменений в стандартный графитовый анод . Они покрыли его медью, а затем добавили в суспензию медные нанопроволоки. Затем они нагревали, а затем охлаждали анод, который сжимал суспензию в более упорядоченный материал.
Они прикрепили анод к стандартной литий-ионной батарее, а затем измерили время, необходимое для зарядки. Они обнаружили, что смогли зарядить аккумулятор до 60 % всего за 5,6 минуты (в отличие от 40 % для контрольного аккумулятора без переделок) и до 80 % всего за 11,4 минуты. Они не проверяли, сколько времени потребуется для зарядки до 100%, потому что это не рекомендуется для таких аккумуляторов. Исследователи не раскрыли, разработали ли они оценки того, насколько добавление меди к анодам повысит цену батарей.
Теги: батарея
