Прототип на батерия с плътност на съхранение на енергията от 265 Wh/kg
(снимка: psu.edu)
Учени от Държавния университет в Пенсилвания разработиха батерия с висока плътност на съхраняваната енергия, която може да се зарежда само за 10 минути. Иновацията ще позволи създаване на по-малки батерии за електрически превозни средства, което означава и намаляване на цената на самите електромобили.
За бързо зареждане на батериите е необходимо ефективно охлаждане, тъй като доставката на голямо количество енергия води до нагряване на елементите. Но създаването на оптимални температурни условия е доста трудна задача. В традиционните решения се използват обемисти и скъпи системи за охлаждане и отопление, които работят бавно и самите те консумират много енергия.
Сега група учени, ръководени от професор Чаоян Уанг, приложиха вътрешна термична модулация – активен метод за контрол на температурата, за да постигнат максимална производителност на батерията. По този начин може да се регулира температурния режим от вътрешността на самата батерия.
За целта са направени промени в структурата на батерията, като е добавено ултратънко никелово фолио, което се превръща в четвъртия основен компонент заедно с анода, катода и електролита. Фолиото служи като средство за вътрешна саморегулация, постигайки оптимална температура и реактивност – това осигурява 10-минутно бързо зареждане на почти всеки тип батерия.
В рамките на изследването учените са създали прототип на батерия с плътност на съхранение на енергията от 265 Wh/kg – за сравнение, при батериите CATL Qilin, чието масово производство ще започне едва през 2023 г., този показател е 255 Wh/kg.
За 11 минути батериите, разработени от учените от Пенсилвания, могат да бъдат заредени достатъчно (на 70%), за да осигурят запас от мощност за пробег на електромобил от 320 до 480 км. В същото време те запазват свойствата си за 2000 цикъла – тоест само с бързи зареждания колата може да измине около 800 хиляди км.
При наличие на инфраструктура за зареждане ще стане възможно да се намали капацитетът на батериите за електромобили от 150 kWh на 50 kWh. Това ще намали потреблението на критични суровини като кобалт, графит и литий, както и цената на електромобилите, респ. ще се ускори разпространението им.
Вече е регистрирана компания EC Power, която ще комерсиализира новата батерийна технология.