Литий-ионный аккумулятор, в котором для организации частиц используются медные нанопроволоки, можно зарядить до 60% емкости за 6 минут без потери способности накапливать энергию. Эта повышенная эффективность однажды сможет питать электромобили, что значительно сократит время ожидания для зарядки.
Le аккумулятор, которые в основном состоят из ионов лития, основаны на химических веществах: «связующих», используемых для удержания частиц вместе: это приводит к образованию плотных жидкостей (которые, представляя более «случайное» распределение частиц, приводят к более длительному времени зарядки) или к жидкостям с более мелкими частицами, которые заряжаются быстрее, но имеют меньшую энергоемкость.
Чтобы преодолеть эти проблемы, Яо Хунбинь из Университета науки и технологий Китая в Хэфэе и его коллеги разработали литий-ионную батарею со «структурированным» анодом, положительным концом батареи.
Исследование опубликовано в Science Advancese. и я положил его здесь.
Как работают медные и литий-ионные батареи?
Обычно аноды литиевых аккумуляторов состоят из частиц графита, по которым течет заряд: эти частицы обычно располагаются в довольно случайном порядке. Хунбин и его команда расположили частицы в порядке их размера и пористости.
Сконструированная таким образом батарея заряжена до 60% и 80% за 5,6 и 11,4 минуты соответственно, сохраняя при этом высокий запас энергии в стандартных тестах.
И дойти до 100%? Исследователи не фиксировали, сколько времени это занимает (но почему?). С другой стороны, как я читал в газете, производители электромобилей часто рекомендуют заряжать автомобили до 80%, чтобы продлить срок службы батареи.
Обычно Tesla тратит от 40 до 60 минут, чтобы зарядиться с 40% до 80%.
Перезарядка? Вопрос о пористости
«В нашей конструкции мы структурировали всю плотность электродов», — объясняет Яо. «Мы используем более высокую пористость в верхней части анода и более низкую пористость в нижней части».
Чтобы добиться этого, исследовательская группа покрыла частицы анода медным графитом и смешала их с медными нанопроволоками. Затем частицы нагревали, охлаждали и сжимали, устанавливая упорядоченную структуру.
Дефект? Нанесение покрытия и изготовление медных нанопроволок может увеличить стоимость того, что в настоящее время является довольно недорогим компонентом батареи.
Другими словами: более быстрая зарядка, конечно. Но дороже.
Посмотрим, будет ли это исследование иметь успех с точки зрения цен: в этом случае внедрение этого типа батареи будет практически гарантировано.
