Массачусетский технологический институт успешно разработал литий-ионный аккумулятор для быстрой зарядки автомобилей

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали технологию обработки поверхности для перезарядки материалов, в которой используется новая технология для зарядки литий-ионных аккумуляторов за секунды.

Для полной зарядки литиевой батареи обычно требуется 6 минут или больше. Однако традиционные материалы из фосфата лития и железа могут увеличить скорость зарядки аккумулятора в 36 раз (всего за 10 секунд) после обработки поверхности с образованием канавок нанометрового размера.

Литиевая батарея, использующая эту технологию, также имеет высокую скорость разряда, поэтому ее можно использовать для ускорения гибридных автомобилей, чтобы скорость гибридных автомобилей могла догнать автомобили с бензиновыми двигателями.

MIT запатентовал технологию и передал лицензию двум компаниям. Исследователи из Массачусетского технологического института заявили, что, поскольку новая технология является усовершенствованием существующих литий-ионных аккумуляторов и не требует новых материалов, коммерческие продукты будут выпущены через два года.

Byoungwoo Kang, докторант под руководством профессора GerbrandCeder, сказал, что «обрабатывая поверхность материала фосфата лития-железа, ионы лития могут быстро перемещаться в канал и быстро переноситься на терминал».

Несколько лет назад, когда Седер использовал компьютер для моделирования материалов, используемых в литий-ионных батареях, он обнаружил, что ионы лития должны передаваться быстрее, чем считалось ранее. После дальнейших исследований с помощью моделирования было обнаружено, что из-за ограниченного количества каналов на поверхности материала фосфата лития-железа, которые могут отправлять ионы лития внутрь основного материала, скорость передачи ионов лития во время зарядки ограничена.

Благодаря многолетнему опыту Канг и Седер обнаружили, что обработка поверхности материалов из фосфата лития-железа для создания множества канавок с интервалом всего 5 нанометров может увеличить скорость ионов лития в 36 раз.

«Приняв эту технологию, зарядка аккумуляторов больше не будет ограничиваться скоростью ионов лития. Это означает, что более поздние литиевые аккумуляторы могут не только заряжаться быстрее, но и быстрее разряжаться».

По словам исследователей, литий-ионные аккумуляторы для мобильных телефонов и других небольших устройств, использующих эту технологию, можно перезарядить за секунды. Для развивающейся индустрии электромобилей это означает, что электромобили смогут развивать ту же скорость, что и газовые автомобили.

Применение технологии зарядки к существующим основам литиевых аккумуляторов и запуск продукта займет два года, в течение которых домашние зарядные устройства для электромобилей можно будет модернизировать, чтобы обеспечить быструю передачу энергии. Для электромобилей скорость зарядки автомобильных аккумуляторов в домашних условиях ограничена не только самим аккумулятором, но и ситуацией с питанием в доме владельца.

Испытания на сегодняшний день показали, что фосфат лития-железа после нанометровой обработки поверхности столь же прочен, как и объемный материал, что позволяет повторять зарядку и разрядку, не влияя на эффект зарядки из-за старения.

Финансирование исследований Массачусетского технологического института поступает от Национального научного фонда, Центра материаловедения и инженерии, а также от программы передовых транспортных аккумуляторов Министерства энергетики США.

Страница содержит содержимое машинного перевода.