Исследователи из Университета Ватерлоо совершили значительный прорыв в разработке литий-ионных аккумуляторов, который позволит электромобилям заряжаться от нулевого заряда батареи до 80% всего за 15 минут. Это существенное улучшение по сравнению с текущим отраслевым стандартом, который составляет почти час даже на станциях быстрой зарядки.

Новая конструкция аккумуляторов также увеличивает их долговечность, позволяя выдерживать до 800 циклов зарядки, что значительно превосходит возможности современных аккумуляторов электромобилей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Science.

«Нам необходимо сделать электромобили более доступными и недорогими. Если мы сможем сделать батареи меньше, заряжать их быстрее и заставим служить дольше, то снизим общую стоимость транспортного средства», — заявил профессор кафедры химической инженерии Иверик Рангом.

Источник: DALL-E

Профессор Майкл Поуп, соруководитель Центра исследований аккумуляторов и электрохимии в Онтарио при UWaterloo, добавил: «Мы не изобретаем велосипед с точки зрения материалов в литий-ионных аккумуляторах. Мы просто находим лучший способ упорядочить частицы и придаём новые функции связующим, которые их удерживают вместе, например, передовые свойства переноса электронов, ионов и тепла».

Новая технология основана на изменении конструкции анода, который традиционно основывается на графите. Исследовательская группа разработала метод сплавления частиц графита, что улучшает электропроводность. Изменение архитектуры батареи способствует быстрому перемещению ионов лития без типичных рисков деградации батареи или угроз безопасности, связанных с быстрой зарядкой.

«Этот подход гарантирует, что технология может быть масштабируемой и внедрённой с использованием текущих производственных линий, предлагая производителям аккумуляторов недорогое решение», — отметил Поуп.

Быстрая зарядка и увеличенный срок службы аккумуляторов помогут водителям избежать беспокойства о дальних поездках без доступа к зарядным станциям. Кроме того, новая технология устранит ещё один серьёзный барьер на рынке: наджность подержанных электромобилей. Демонстрируя увеличение способности любой батареи выдерживать до 800 зарядок, эта технология разрешит тайну состояния здоровья батареи для покупателей подержанных автомобилей.

Схематический механизм непрерывной целостности электронных путей по мере роста SEI. a) Схематическая иллюстрация процесса спекания графитового электрода с дигидридом титана в качестве предшественника карбида титана (TiC). b) Схематическое изображение сохранения электронных путей с постоянным ковалентным соединением TiC по сравнению с потерей электрического контакта из-за роста SEI в традиционных суспензиях с проводящими добавочными частицами. Источник: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202408277

«Это делает электромобили приемлемым вариантом для большего числа людей, включая тех, у кого нет домашних зарядных станций или кто живёт в квартирах. Это также увеличит стоимость подержанных электромобилей, сделав электротранспорт более доступным», — подчеркнул Рангом.

Следующим шагом для исследовательской группы является оптимизация производственного процесса и обеспечение готовности технологии к широкому внедрению в промышленность. Группа оценивает производительность прототипов, чтобы оценить интерес заинтересованных сторон в отрасли. «Мы сосредоточены на том, чтобы это решение было не только эффективным, но и масштабируемым», — заключил Рангом.

Подробнее на iXBT