Mașinile electrice s-ar putea încărca în 10 minute cu un nou tip de baterie

Mașinile electrice vor putea fi încărcate în cel mult 10 minute datorită unui nou tip de baterie. Aceasta are la bază o idee revoluționară care presupune încălzirea bateriei pentru a potența reacția chimică. Descoperirea  ar putea elimina unul dintre cele mai importante obstacole în calea adoptării pe scară largă a mașinilor electrice – timpul mare necesar pentru încărcarea bateriilor comparat cu alimentarea unei mașini cu benzină.

Pentru a face mașinile electrice mai atractive e nevoie de baterii mai performante, care să poată fi încărcate cel puțin până la 80% din capacitate (echivalentul unei autonomii de circa 300 de kilometri) în cel mult 10 minute spune profesorul Chao-Yang Wang de la Universitatea Statului Pennsylvania (Penn State University).

Acesta lucru presupune însă ca bateriile să poată absorbi rapid o putere de 400 de kilowați, ceea ce modelele aflate în prezent pe piață nu sunt capabile. Atunci când bateriile Li-Ion sunt încărcate rapid, există o tendință ca litiul să formeze depozite pe suprafața electrodului negativ, care pot scurta durata de viață și performanțele bateriei.

Wang și echipa lui au avut ideea de a reduce această problemă prin încălzirea bateriei la o temperatură suficient de mare pentru a nu permite formarea depozitelor de litiu. Pentru a testa această idee, au folosit baterii disponibile comercial și au inserat între straturile electrozilor particule micrometrice din nichel. Acestea determină încălzirea electrozilor în mai puțin de 30 de secunde, ceea ce creează condițiile optime pentru ca electronii să se deplaseze rapid către electrodul negativ fără ca acesta să fie afectat de depunerile de litiu.

România redeschide mine de metale rare pentru a atrage producătorii de baterii pentru maşini electrice

Cercetătorii au testat comportamentul bateriilor litiu-ion la temperaturi de 40 de grade Celsius, 49 de grade și 60 de grade și au comparat performanțele cu cele ale unei baterii de control, încărcate la 20 de grade.

Rezultatele au fost cele prevăzute: la 20 de grade, bateria putea fi încărcată rapid pe durata a 60 de cicluri de încărcare înainte ca depozitele de litiu să determine scăderea performanțelor. Prin contrast, încălzirea electrodului la 60 de grade Celsius a extins această performanță la 2.500 de cicluri fără ca formarea depozitelor de litiu să limiteze performanțele. Asta echivalează cu o utilizare timp de 14 ani sau 750.000 de kilometri rulați.

Rezultatul contrazice o idee mai veche potrivit căreia bateriile Li-Ion nu ar trebui să fie încărcate la temperaturi mai mari pentru că asta le-ar face să se degradeze mai repede. Studiul a demonstrat că, dimpotrivă, creșterea temperaturii pe perioade scurte aduce beneficii mult mai importante, care compensează părțile negative.

Cercetătorii vor să continue cercetările cu un nou tip de baterie care s-ar putea încărca în numai 5 minute.

sursa: New Scientist