- Исследователи Университета Мичигана разработали литий-ионную батарею, способную быстро заряжаться в холодном климате.
- Традиционные литий-ионные батареи замедляют свою работу в холодных условиях из-за медленного движения ионов в жидком электролите.
- Команда представила покрытие из стекловидного твердого электролита толщиной 20 нанометров, называемое LBCO, которое улучшает движение ионов для быстрой зарядки.
- LBCO позволяет эффективно заряжать батарею при температурах до -10°C без значительных изменений в существующих производственных процессах.
- В ходе испытаний батарея с покрытием LBCO сохранила более 92% ёмкости после 100 циклов при быстром зарядном токе 4C в холодных условиях.
- Это новаторское решение обещает более быструю и надежную зарядку электромобилей, увеличивая срок службы батарей и способствуя более широкому внедрению электромобилей в холодных регионах.
- Arbor Battery Innovations готовится коммерциализировать эту многообещающую технологию.
Представьте себе, как вы подъезжаете к зарядной станции в холодный зимний день, ваша батарея электромобиля (EV) почти разряжена, и вы в восторге наблюдаете, как она заряжается до полной ёмкости всего за 10 минут. Это видение больше не является далекой мечтой, а становится неизбежной реальностью благодаря революционным исследованиям Университета Мичигана. В значительном шаге вперёд для технологии электромобилей исследователи создали литий-ионную батарею, способную выдерживать суровые холодные климатические условия, сохраняя при этом удобство моментальной зарядки.
В центре этого инновационного решения лежит умное решение давней проблемы. Традиционно литий-ионные батареи значительно замедляют работу при холодных температурах, что приводит к задержкам в зарядке и снижению эффективности. Причина? Медленное движение литиевых ионов через жидкий электролит батареи, что можно сравнить с попыткой аккуратно намазать холодное масло на хлеб, по словам Нила Дасгупты, эксперта в области механического инженерия, участвующего в проекте. Чтобы противостоять этой холодной загадке, команда исследователей разработала покрытие из стекловидного твердого электролита с проводимостью для одного иона, слоевой толщиной 20 нанометров, которое стало основой их нового дизайна батареи.
Это сложное стекловидное покрытие, названное LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃), функционирует как гладкое шоссе, позволяя ионам быстро проходить через электроды батареи, избегая привычных пробок, вызванных накоплением литиевого металла. Используя такие техники, как атомно-слойная депозиция, исследователи интегрировали LBCO в дизайн батареи, создавая гладкий и эффективный путь для быстрой зарядки, даже при температурах, опускающихся до -10°C.
В отличие от предыдущих попыток, требовавших значительных изменений в химии батареи или производственном процессе, эта новая батарея без проблем интегрируется в существующие производственные процессы. Эта совместимость обеспечивает более гладкий переход от научно-исследовательской лаборатории к рынку благодаря Arbor Battery Innovations, которая занимается коммерциализацией этой технологии.
В ходе строгих испытаний эта инновационная батарея превзошла свои незащищенные аналоги с ошеломляющим отрывом. Сохранив более 92% своей ёмкости после 100 циклов при быстром заряде 4C, даже в ледяных условиях, батарея с покрытием LBCO доказала свое превосходство. В то время как не модифицированные батареи не справлялись с холодной зарядкой, версии, улучшенные LBCO, поддерживали эффективную работу, что отмечает более чем 400% улучшение в способности к зарядке.
Для владельцев электромобилей это развитие обещает не только более быструю и надежную зарядку зимой, но и потенциальное увеличение срока службы и эффективности батарей. Сообщение ясное: по мере того, как рынок электромобилей «разогревается», это техническое чудо открывает новую эпоху удобства и устойчивого развития, прокладывая путь к более широкому принятию электромобилей в холодных регионах. Следите за развитием событий от Arbor Battery Innovations — они могут скоро стать основным двигателем будущего автомобильных поездок, независимо от климата.
Революционная технология батарей для электромобилей: зарядка за 10 минут даже в холоде!
Отрасль электромобилей (EV) на пороге крупных прорывов. Представьте, что вы заряжаете почти разряженную батарею вашего электромобиля до полной ёмкости всего за десять минут, даже в самых суровых зимних температурах. Эта футуристическая реальность стала возможной благодаря передовым исследованиям, проведенным Университетом Мичигана, прокладывающим путь для революционного дизайна литий-ионной батареи, способной выдерживать холодные климатические условия и обеспечивать мгновенную зарядку.
Основные факты и информация
1. Проблема: Традиционные литий-ионные батареи значительно замедляют работу при холодных температурах, задерживая время зарядки и снижая эффективность. Это замедление происходит из-за медленного движения литиевых ионов через жидкий электролит батареи в холодных условиях.
2. Инновация: Исследовательская группа Университета Мичигана создала покрытие из стекловидного твердого электролита с проводимостью для одного иона, называемое LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃), которое решает эту проблему. При толщине всего 20 нанометров это покрытие позволяет ионам проходить через батарею с минимальным сопротивлением, даже при температурах до -10°C.
3. Технология: С помощью атомно-слойной депозиции LBCO бесшовно интегрируется в дизайн батареи без необходимости значительных изменений в производственных процессах. Эта совместимость упрощает переход от исследования к коммерциализации, что организует Arbor Battery Innovations.
4. Производительность: В испытаниях батарея с покрытием LBCO сохранила более 92% ёмкости после 100 циклов при быстром заряде 4C — даже в ледяных условиях — превзойдя незащищенные батареи более чем на 400% в способности к зарядке.
Реальные варианты использования
— Полезность в холодном климате: Это развитие означает, что владельцы EV в colder регионах могут наслаждаться надежной и быстрой зарядкой, не тревожась о продолжительных сессиях зарядки в морозную погоду.
— Увеличенная эффективность: Более быстрое время зарядки и улучшенные характеристики способствуют увеличению срока службы батарей и общей энергоэффективности электрических автомобилей.
Прогнозы рынка и тенденции в индустрии
Глобальный запрос на более чистую и устойчивую энергию продолжает стимулировать инновации в технологии EV. Согласно BloombergNEF, мировой рынок электромобилей ожидает роста на более чем 29% CAGR с 2020 по 2030 год. Такие достижения, как батарея с покрытием LBCO, являются необходимыми для ускорения принятия электромобилей, особенно в районах с суровыми зимами.
Обзор плюсов и минусов
Плюсы:
— Быстрая зарядка: Существенное сокращение времени зарядки значительно улучшает удобство использования EV.
— Производительность в холодную погоду: Поддерживает эффективность работы, устраняя проблемы, связанные со зарядкой на холоде.
— Совместимость: Может интегрироваться в существующие производственные процессы, снижая затраты для производителей.
Минусы:
— Стадия разработки: Технология в настоящее время переходит от лабораторных исследований к коммерциализации, что может занять время до широкого распространения.
— Риски новых технологий: Как и в случае с любой новой технологией, могут возникнуть непредвиденные проблемы с масштабируемостью производства или долговечностью.
Рекомендации к действиям
— Автопроизводители: Используйте достижения, такие как LBCO, для улучшения моделей электромобилей, ориентированных на рынки холодного климата.
— Потребители: Следите за новыми технологиями батарей, поскольку они предлагают потенциальные преимущества с точки зрения удобства и производительности.
— Инвесторы: Рассмотрите возможности инвестиций в инновационные технологии батарей, поскольку они могут значительно изменить ландшафт электромобилей.
Следите за развитием событий от Arbor Battery Innovations и Университета Мичигана для последнего в области высокоэффективной технологии батарей. Для получения дополнительных инсайтов в области достижений EV и устойчивого транспорта посетите Университет Мичигана.