Шестикратное улучшение. Инженеры решили одну из главных проблем литий-ионных аккумуляторов для электромобилей

Современные электрические батареи сохраняют и высвобождают энергию путем движения ионов лития туда-сюда между электродами через жидкий электролит. При низких температурах это движение ионов замедляется, уменьшая как мощность аккумулятора, так и скорость зарядки. Команда исследователей под руководством Нила Дасгупта с кафедры машиностроения и материаловедения и инженерии в Инженерном колледже МУ уже длительное время работает над улучшением технологии создания таких батарей и их зарядки.

Ранее исследователи улучшили способность заряжать аккумулятор, создав пути — размером примерно 40 микрон — в аноде, электроде, который получает ионы лития во время зарядки. Это значительно ускорило зарядку при комнатной температуре, но зарядка при низких температурах все еще была неэффективной. Команда обнаружила проблему: химический слой, который образуется на поверхности электрода в результате реакции с электролитом.

«Это покрытие предотвращает зарядку всего электрода, снова снижая энергетическую емкость батареи», — сказал Манодж Джангид, старший научный сотрудник УМ и соавтор исследования, опубликованного в журнале Joule.

Команде нужно было предотвратить образование этого поверхностного слоя. Они сделали это, покрыв батарею стеклянным материалом из борат-карбоната лития толщиной примерно 20 нанометров. Литий-ионные аккумуляторы электромобилей, изготовленные таким образом, могут заряжаться на 500% быстрее при низких температурах до -10 градусов Цельсия. Батареи с такими модификациями сохраняют 97% своей емкости даже после стократной быстрой зарядки при очень низких температурах.