Вчені знайшли революційний спосіб підвищення продуктивності батарей вдвічі

Під час ряду новітніх експериментів команда вчених з Центру Гельмгольца у Берліні та Університету Гумбольдта (Німеччина) змогла значно подовжити термін служби літій-іонних акумуляторів, змінивши протокол заряджання, інформує Electrive.

Після низки тестів, вчені зробили висновок, що зарядка високочастотним імпульсним струмом (ІТ) зменшує ефект старіння акумулятора і це залежить від його частоти. Протоколи зарядки високочастотним імпульсним струмом максимально подовжують термін служби комерційних літій-іонних акумуляторів удвічі зі збереженням місткості на рівні 80%.

Під час тестів батареї заряджалися або класичним постійним струмом, або за допомогою нового протоколу зарядки — імпульсним струмом. Далі осередки батарей були розібрані та ретельно вивчені. Вчені побачили, що межа розділу твердого електроліту на аноді була значно товщою на зразках, які заряджаються постійним струмом, що погіршувало місткість. Крім того, дослідники виявили більше тріщин у структурі NMC532 і графітових електродах, що також сприяло втраті місткості батарей. А ось під час заряджання за допомогою ІТ межа розділу твердого електроліту була значно тоншою, і структурних змін у матеріалах електродів було в рази менше.

Зарядка імпульсним струмом сприяє однорідному розподілу іонів літію в графіті й таким чином знижує механічну напругу і розтріскування частинок графіту. Це покращує структурну стабільність графітового анода, пояснили вчені. Імпульсний заряд також пригнічує структурні зміни в катодних матеріалах NMC532, підкреслили вони.

«Імпульсна зарядка може принести чимало переваг з погляду стабільності матеріалів електродів та інтерфейсів, а також значно подовжити термін служби батарей», — резюмувала співавторка дослідження Джулія Коваль, експертка з технологій зберігання електричної енергії з Берлінського технічного університету.