JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей

Глобальная гонка за увеличение срока службы литий-ионных батарей, которыми оснащаются электромобили, ускоряется. В США нормативные требования требуют, чтобы батареи электромобилей сохраняли 80% своей первоначальной емкости после восьми лет использования.

Этот шаг имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы электромобили стали более жизнеспособным и устойчивым средством передвижения.

Недавние открытия, сделанные в Университете Далхаузи, могут означать серьезный скачок вперед, обещая значительное увеличение срока службы батарей EV и будущее хранения энергии.

Прорывная аккумуляторная технология: монокристаллические электроды

Исследователи из Университета Далхаузи в сотрудничестве с Канадским источником света (CLS) в Университете Саскачевана разработали революционный материал для литий-ионных батарей, известный как монокристаллический электрод.

Эта новинка подверглась неустанным испытаниям в лаборатории Галифакса, где ее непрерывно заряжали и разряжали в течение более шести лет.

Результаты? Примечательно, что батарея продемонстрировала долговечность в течение 20 000 циклов зарядки до достижения стандартного для отрасли порога емкости в 80%.

Это означает, что срок службы батареи составляет около 8 миллионов километров пробега, что превосходит показатели традиционных литий-ионных батарей, которые обычно выдерживают около 2 400 циклов или 960 000 километров пробега, прежде чем достигнут того же показателя.

Почему монокристаллические электроды служат дольше

Чтобы выяснить причины такого длительного срока службы, исследователи провели детальный анализ материалов батарей с помощью современных инструментов CLS.

В обычных батареях материал электродов страдает от обширных микроскопических трещин, вызванных повторяющимися процессами зарядки и разрядки. Со временем эти трещины приводят к постепенному разрушению материала, что в конечном итоге снижает производительность и емкость батареи.

Напротив, монокристаллические электроды продемонстрировали удивительную стойкость. Даже после длительного использования эти электроды подвергались минимальным механическим нагрузкам и выглядели практически идентично новым элементам.

Такая долговечность делает их идеальными кандидатами на повторное использование после первичного применения в EV, расширяя их сферу применения, например, для хранения энергии на ветряных и солнечных электростанциях.

Почему увеличение срока службы батарей для электромобилей имеет решающее значение для их внедрения

Долговечность и эксплуатационные характеристики батарей EV являются одними из самых серьезных препятствий для широкого распространения EV.

Для многих потенциальных покупателей опасения по поводу деградации батарей и стоимости их замены подрывают привлекательность перехода от традиционных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Увеличение срока службы аккумуляторов EV может напрямую решить эти проблемы:

• Снижение общей стоимости владения. Долговечные батареи EV сводят к минимуму необходимость замены, делая EV более экономически эффективными в течение всего срока службы.
• Повышение стоимости при перепродаже. Батареи с увеличенным сроком службы сохраняют большую емкость, повышая стоимость перепродажи подержанных EV и стимулируя новых покупателей выходить на рынок.
• Содействие устойчивому развитию. Батареи, которые служат дольше самого автомобиля, можно использовать для других энергетических целей, сокращая количество отходов и поддерживая решения в области возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветряная энергия.
• Укрепление доверия потребителей. Увеличение срока службы аккумуляторов EV снижает беспокойство по поводу дальности поездки и укрепляет доверие к технологиям EV, что очень важно для массового внедрения.

Дорога вперед

Прорыв, достигнутый исследователями Далхаузи, представляет собой большой шаг вперед в технологии производства батарей, но проблемы остаются.

Масштабирование производства монокристаллических электродов и обеспечение конкурентоспособности технологии по цене — важнейшие препятствия, которые необходимо преодолеть.

По мере продвижения вперед партнерство между исследователями, производителями и политиками будет играть важную роль в выводе этих инноваций на рынок.

Благодаря более долговечным батареям электромобили станут не только практичной альтернативой традиционным транспортным средствам, но и краеугольным камнем перехода к более чистому и экологичному энергетическому будущему.

По мере того как мир стремится к увеличению срока службы аккумуляторов EV, мечта об экологически чистом транспорте и энергии становится все ближе.

Ранее ученые сообщили о разработке складного электромобиля.

08.01.2025