Литиевая батарея, не боящая холода

В холодную погоду некоторые люди, находящиеся на улице, могут узнать, как падает мощность телефона. Всего 20% электроэнергии телефон автоматически отключится за считанные минуты. Это связано с тем, что литиевые батареи подвержены значительным потерям мощности при низких температурах.

Чтобы решить эту проблему, моя команда и я разработали новую технологию литиевых батарей - All Climate Batteries TM, которая произвела революцию в ограничениях литиевых батарей при низких температурах. Технология была недавно опубликована в ведущем научном журнале Nature.

«Всеклиматические батареи» могут помочь улучшить характеристики литиевых батарей с более низкой эффективностью при более низких температурах. Источник изображения: автор статьи

В холодную погоду литиевые батарейки должны «бить»?

Когда литиевая батарея работает, Li + будет перемещаться между положительным и отрицательным электродами, а низкая температура снизит активность Li + в литий-ионной батарее. Проще говоря, оригинальная литиевая батарея работает, но из-за низкой температуры Li + «не может работать», это приведет к падению доступной мощности батареи: у меня есть куча больших грузовиков, но я могу использовать только ее.

Когда температура повышается, активность Li + в литиевой батарее возвращается в норму, и восстанавливается прежнее "непригодное для использования" питание. Итак, люди, которые побывали в холодных местах, должны знать этот маленький секрет: что, если камеру не использовать какое-то время? Батарею можно положить в руки и подарить, она восстановит заряд. Тогда нет электричества, тогда эй, итак цикл ...

Несмотря на такие «секреты», низкая эффективность литиевых батарей при низких температурах действительно является большой проблемой. Литиевые батареи широко используются во всех сферах промышленности и общественной жизни, а также являются важным инструментом для решения экологических проблем. Их удельная энергия и мощность значительно снижаются при низких температурах, что серьезно ограничивает их использование в низкотемпературных средах.

Кроме того, помимо невозможности использования в холодном климате и на большой высоте, «нехолодный» литиевый аккумулятор может сильно повлиять на использование аккумуляторов для электромобилей. Аккумуляторная батарея электромобиля настолько велика, что вы не можете использовать уловку «согреться и согреться». Потери мощности при низких температурах могут потребовать дополнительных аккумуляторных блоков для компенсации, а для «холодного запуска» двигателя потребуются более дорогие компоненты. В холодную погоду зарядка также станет медленной, что ограничивает «рекуперативное торможение» электромобилей и сокращает запас хода. Согласно статистике, запас хода электромобиля при 0 градусах составляет лишь половину нормального пробега.

Итак, есть ли решение?

«Всеклиматическая батарея», самонагревающаяся батарея

Я основатель EC Power и профессор Пенсильванского государственного университета. Наша команда работает над решением этой проблемы. Изобретенная нами «климатическая батарея» способна «саморазогреваться» ниже нуля градусов по Цельсию. Этот процесс не требует помощи внешнего нагревательного оборудования и не требует добавления в электролит специальных добавок.

Всепогодный аккумулятор имеет очень тонкий и тонкий никелевый элемент, вставленный внутри, который сам нагревает аккумулятор с помощью небольшого количества энергии аккумулятора, что значительно повышает эффективность литиевого аккумулятора при низких температурах.

Ограничение использования литиевых батарей при низких температурах всегда было проблемой, над которой работала промышленность. Раньше различные технологии были сложными и дорогостоящими, и они ухудшали характеристики батарей при нормальных температурах и температурах. Наша команда также изучила методы нагрева многих типов аккумуляторов и, наконец, обнаружила, что использование технологии аккумуляторов с полным климатом для прямого нагрева электрохимической границы раздела аккумуляторов является наиболее эффективным и прямым методом.

Всепогодный аккумулятор тонко настраивает структуру аккумулятора, вставляя очень тонкий лист никеля внутрь аккумулятора, так что аккумулятор быстро самонагревается при низкой температуре, эффективно повышая температуру аккумулятора. После того, как температура аккумулятора поднимется до допустимого диапазона, он автоматически прекращает нагрев, чтобы избежать дополнительных потерь энергии. Эта технология позволяет увеличить мощность литиевой батареи при -30 ° C более чем в 10 раз без снижения производительности и срока службы батареи при комнатной температуре.

Наша технология прошла тщательную проверку. Сюда входят 500 тестов на низкотемпературный нагрев, 1000 циклов при высоких температурах 45 градусов и до 2600 циклов при нормальных температурах без каких-либо проблем со сроком службы батареи. Кроме того, EC Power увеличила производственные мощности для батарей с полным климатом и уже начала коммерциализацию.

Учитывая способность батареи нагреваться в холодную погоду, мы с моей командой надеемся, что будущая «всепогодная батарея» поможет большему количеству электромобилей справиться с холодными условиями. Помимо электромобилей, он также может использоваться для управления дронами в высоких широтах, в полевой электронике и т. Д. Кроме того, мы предусмотрели возможное применение «всеклиматической батареи» в освоении космоса.

Страница содержит содержимое машинного перевода.