Які переваги нових акумуляторів?
Скоро батареї для електромобілів витримуватимуть тисячі циклів перезарядки, майже не втрачаючи в ємності. Китайські вчені розробили самовідновлювальний шар для твердотільних акумуляторів. Твердотільні АКБ розвивають для застосування в електрокарах неспроста. Негорючий твердий електроліт набагато безпечніший за літій-іонні аналоги.
Однак багаторазове заряджання таких елементів спричиняло проблеми: між шарами утворювалися мікротріщини і зазори, що призводило до швидкої втрати ємності і виходу батареї з ладу.
Як це виправили?
Дослідники з Китайської академії наук створили динамічно адаптивний міжфазний шар (DAI). До його складу входять рухливі іони йоду. Під час роботи батареї вони автоматично переміщаються в ті місця, де починають утворюватися мікротріщини або зазори, і “заліковують” їх, заповнюючи собою порожнечі.
Цей автоматичний процес регенерації забезпечує постійний і щільний контакт між анодом і електролітом без необхідності в зовнішньому тиску. Останнє намагалися використовувати раніше для боротьби з цим дефектом, але таке рішення виявилося занадто громіздким і непрактичним. Шар, що самовідновлюється, забезпечує стабільність і безпеку батарей навіть після тисяч циклів заряджання.
Чого чекати на практиці?
Згідно з лабораторними випробуваннями, після 2400 циклів зарядки-розрядки акумулятор з новим шаром зберіг близько 90% своєї первісної ємності. Навіть у гнучких акумуляторних комірках, які застосовуються в електромобілях, батарея зберегла 74,4% ємності після 300 циклів.
Експерти називають цю розробку “зміною парадигми” в розвитку твердотільних акумуляторів. Технологія DAI здатна стати основою для по-справжньому довговічних і безпечних батарей цього типу. У результаті запас ходу електрокарів і термін служби їхніх систем живлення кратно зростуть.
Крім того, відмова від громіздких систем зовнішнього тиску спрощує конструкцію і може значно знизити вартість виробництва. Таким чином прискориться масове впровадження твердотільних акумуляторів, а самі електромобілі можуть стати доступнішими для мас.
Раніше повідомлялося, що батареї позбавили головної проблеми за рахунок простого мінералу. Японські дослідники виправили нагальний недолік натрій-іонних акумуляторів — їхню нестабільність на повітрі та у воді. Добавка невеликої кількості кальцію до складу катода створює на його поверхні захисний шар, який запобігає деградації.
