Чи шкідлива зарядка акумулятора?

Нове дослідження було встановлено, що швидке заряджання літієво-іонної батареї, а потім відключення його дуже швидко може бути як пошкодження, як раніше продумана.

І тепер він схожий на плюси повільної зарядки і розжарювання були перевищені. Дослідження проводилося науковцями зі Стенфордського університету та Інститутом матеріалів та енергетичних наук (SIMES) в кафедрі енергетики Національної акселераторської лабораторії (DOE в SLAC, яка розвиває акселератори частинок) за допомогою колег з Національних лабораторій Sandia, Американської філії Інституту технологій Samsung (Samsung Advanced Institute of Technology America) та Національної лабораторії ім. Лоренса Берклі (Lawrence Berkeley).

Результати повторюють переважний вигляд, що надшвидка зарядка акумулятора негативно впливає на стан електродів порівняно з зарядкою на меншій швидкості. Крім того, ймовірно, вчені зможуть модифікувати електроди або метод зарядних акумуляторів, щоб забезпечити більш рівномірний процес розряду і зарядки акумуляторів і продовжити їх життя.

«Процедури, які відбуваються на електродах під час зарядки та роздачі, є одними з факторів, які визначають термін служби акумулятора, але ці процеси не ретельно вивчені до цього дослідження. Ми переїхали на новий рівень розуміння деградації акумулятора, говорить автор Вільям Чуег SIMES.

За його словами, результати дослідження можуть застосовуватися безпосередньо для зміни в даний час встановлених літієво-іонних акумуляторів оксиду та графітових електродів. Попри те, що в даний час ми працюємо.

Дуже важливим джерелом зносу акумулятора є набряк і усадка негативних і позитивних електродів, оскільки вони адсорбують і випускають електролітні іони при зарядці і розрядці.





Під час досліджень вчені провели спостереження за літій-іронофосфатним катодом. Якщо більшість або всі наночастинки активно беруть участь у процесі загоєння і розсіювання, вони поглинають і випускають іони більш акуратно і рівномірно. Однак, якщо тільки невеликий відсоток частинок матеріалу беруть участь у процесах, вони, як правило, швидко розпадають і швидко зламуються, зменшуючи продуктивність акумулятора.

Попереднє дослідження захопило конфліктні погляди на те, як поводяться наночастинки катоду. Для занурення глибше, вчені створили невеликі, негабаритні акумулятори, заряджають їх за допомогою різних комбінацій напруги і тривалості процесу зарядки, а потім швидко демонтуються і змиваються компоненти, щоб зупинити зарядку / обсадні процеси. Потім вирізати електроди в надзвичайно тонкі шари і в плиті Berkeley піддали їм інтенсивні рентгенівські промені на Синхротроні Розширеного джерела світла, розташованому в центрі прикладних досліджень на одному з відділів DOE.





Зображення було взято з рентгенівським мікроскопом і показує наночастинки в середині процесу зарядки. Колір частинок відповідає рівні заряду: повністю заряджений - зелений, під час зарядки - жовтий, повністю розряджений - червоний. Довжина ваги 500 нм. Фото галереї SLAC National Accelerator.

Ми змогли побачити тисячі електродних наночастинок одночасно і взяти фотографії з них на різних стадіях зарядки і розвантаження процесів. Це перша послідовна робота, яка проводиться з використанням абсолютно різних етапів зарядки та розвантаження процесів, говорить один з провідних дослідників, Yiyang Li.

Аналіз даних за допомогою моделі, розробленої в Інституті технологій Массачусетса, дослідники виявили, що тільки невелика частка наночастинок поглинає і випускають іони при процесі розряду, навіть коли це робить так на високій швидкості. Однак, якщо швидкість зарядки перевищує певну кількість, більше і більше частинок стають залученими в процес, переходячи в більш рівномірний і менш руйнівний режим. Це говорить про те, що вчені зможуть поліпшити електродний матеріал або процес, щоб досягти більшої швидкості зарядки і розряду при підтримці батареї lifepan.

Звичайно, так далеко це лабораторні результати і тільки від одного типу акумулятора, але вони дуже привабливі і показують, що не все так погано, як це здається.

На даний момент, здається, що зміна акумуляторів не стане основною для власників електромобілів, хоча Tesla забезпечила такий варіант на своїх автомобілях. Але швидка зарядка може бути дуже важливим елементом для тривалих поїздок. У більшості випадків електромобіли заряджають вночі і вимагають додаткового заряду, але в випадках, коли необхідно приїхати далеко, ніж потужність акумулятора автомобіля дозволяє, маючи акумулятори, які можуть зайняти багато сил в короткий період часу і без пошкодження може стати дуже важливим.

Наступним кроком дослідження Лі сказав, що буде проходити електроди через тисячі циклів зарядки та розрядки в рядку для імітації повсякденного використання. Вчені також сподіваються отримати фотографії акумулятора безпосередньо в процесі, не зупиняючи його або розбирання акумулятора.

Джерело: facepla.net