Учёные предложили новый способ зарядки, который сохранит здоровье аккумулятора
Группа учёных из институтов в Дании и Берлине предложила новый способ зарядки, который может значительно увеличить срок службы батареи. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Advanced Energy Materials, зарядка импульсным током может вдвое продлить время, когда ёмкость аккумулятора опускается до 80%. Такой показатель зачастую означает ускоренную деградацию батареи и сигнализирует о скором окончании срока службы.
Обычно технологии накопления и удержания энергии развиваются очень медленными темпами и часто натыкаются на скептицизм. В данном случае всё иначе — вместо попыток добиться небывалого уровня эффективности передовых материалов и электрохимических реакций, исследователи акцентируют внимание на том, как зарядное устройство доставляет энергию.
Аккумуляторные батареи заряжаются постоянным током при постоянном напряжении, что вызывает механическое и химическое воздействие на её компоненты. Зарядка импульсным током, напротив, посылает повторяющиеся электрические импульсы вместо непрерывного потока. Для сравнения можно привести пример с пробкой из сотни машин или очередь из людей, стремящихся попасть на мероприятие. Всё это происходит потому, что скорость потока больше, чем пропускные возможности. Тоже самое и с электронами, если их пропускать небольшими порциями, да ещё и с перерывами, то это будет более эффективным.
Во-первых, импульсный режим замедляет процесс, когда анодный материал на основе лития затвердевает до так называемой границы раздела (твёрдого электролита). Возникает неизбежный побочный эффект перезаряжаемых батарей, который снижает ёмкость и уровень выходной мощности. Во-вторых, более низкое напряжение замедляет появление трещин в графитовом электроде из-за физического давления. В-третьих, импульсы позволяют создать более прочные молекулярные связи между атомами, составляющими дополнительный материал электрода (NMC532), что также помогает ему оставаться целым.
Вывод простой: постоянно высокая скорость зарядки приводит к физическому и химическому разрушению современных аккумуляторов, но разделение тока на крошечные импульсы уменьшает эти проблемы примерно вдвое. Такое предложение можно относительно легко внедрить, используя доступные сегодня материалы.