(Зображення надано: KTSDesign/SCIENCEPHOTOLIBRARY через Getty Images)
Вчені використали хитромудрий хімічний трюк, щоб вирішити серйозну проблему, з якою стикаються майбутні акумулятори. Їхній прорив відкриває шлях для акумуляторів для електромобілів (EV) наступного покоління, здатних забезпечити подорожі на 500 миль (800 кілометрів) на одній 12-хвилинній зарядці.
Літій-металеві акумулятори відрізняються від стандартних літій-іонних акумуляторів тим, що графітовий анод замінений на літій-металевий. Ці конструкції пропонують набагато вищу щільність енергії, йдеться у заяві дослідників.
Для водіїв електромобілів це означає акумулятори, які заряджаються швидше та дають змогу проїхати довше. Але вчені не змогли створити ефективні літій-металеві акумулятори через «дендрити» — розгалужену кристалічну речовину, яка росте на аноді під час заряджання, з часом знижуючи продуктивність акумулятора. Це погіршується під час швидкого заряджання та збільшує ризик короткого замикання акумулятора.
Вам може сподобатися
-
Японський енергетичний прорив може стати «кроком до повністю бездротового суспільства»
-
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
-
Ваші побутові гаджети незабаром можуть бути без батарейок — вчені створюють крихітні сонячні елементи, які можуть живитися від світла в приміщенні
Але в новому дослідженні, опублікованому 3 вересня в журналі Nature Energy, вчені знайшли спосіб призупинити ріст дендритів.
Секрет криється в новому типі рідкого електроліту. Рідкий електроліт, що «інгібує когезію», пригнічує ріст дендритів, підвищуючи здатність акумуляторів до швидкої зарядки та подовжуючи термін їхньої служби до понад 300 000 км, стверджують дослідники.
Як літій-іонні, так і літій-металеві акумулятори містять рідкий електроліт, який транспортує іони літію між катодом і анодом під час заряджання та розряджання акумулятора. Різниця, як згадувалося, між цими двома типами акумуляторів полягає в тому, що графіт у літій-іонному акумуляторі замінений металевим літієм.
У фізиці акумуляторів щільність енергії стосується кількості енергії, яку акумулятор може зберігати, відносно його ваги або об'єму — ключового фактора, який визначає, яку відстань електромобіль може проїхати на одному заряді.
Дослідницька група виявила, що основною причиною утворення дендритів є «неоднорідна міжфазна когезія на поверхні металевого літію», йдеться у заяві дослідників. Іншими словами, вони зрозуміли, що іони літію нерівномірно осідають на аноді під час заряджання, створюючи слабкі місця, де можуть почати формуватися дендрити.
Щоб вирішити цю проблему, вони розробили рідкий електроліт, хімічна структура якого забезпечує рівномірніше осадження іонів по поверхні анода, запобігаючи їхньому скупченню в дендрити.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
— Цей акумулятор електромобіля повністю заряджається всього за 18 секунд — і він щойно отримав зелене світло для масового виробництва
— Лазер розміром з пенні може допомогти безпілотним автомобілям бачити світ набагато чіткіше
— Автономні автомобілі можуть використовувати «соціальну мережу на базі штучного інтелекту», щоб спілкуватися один з одним під час руху
У лабораторних тестах акумулятор заряджався від 5% до 70% за 12 хвилин і підтримував цю швидкість протягом 350 циклів. За словами вчених, версія з більшою ємністю досягла 80% заряду за 17 хвилин після 180 циклів зарядки.
«Це дослідження стало ключовою основою для подолання технічних проблем літій-металевих акумуляторів шляхом розуміння структури межфазної поверхні», – йдеться у заяві співавтора дослідження Хі Так Кім, професор хімічної та біомолекулярної інженерії Корейського інституту передових наук і технологій (KAIST).
«Це подолало найбільшу перешкоду для впровадження літій-металевих акумуляторів для електромобілів».
Оуен Хьюз
Оуен Г'юз — позаштатний письменник і редактор, що спеціалізується на даних і цифрових технологіях. Раніше він був старшим редактором у ZDNET, і Оуен пише про технології вже понад десять років, протягом яких він висвітлював усе: від штучного інтелекту, кібербезпеки та суперкомп'ютерів до мов програмування та ІТ у державному секторі. Оуена особливо цікавить перетин технологій, життя та роботи — на своїх попередніх посадах у ZDNET та TechRepublic він багато писав про бізнес-лідерство, цифрову трансформацію та динаміку віддаленої роботи, що розвивається.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Японський енергетичний прорив може стати «кроком до повністю бездротового суспільства»
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
Ваші побутові гаджети незабаром можуть бути без батарейок — вчені створюють крихітні сонячні елементи, які можуть живитися від світла в приміщенні
Нова друкована плата, просочена рідким металом, може витримувати значні пошкодження та самостійно відновлюватися
Як «літаючі човни» доставляють електромобілі в океан — за допомогою Леброна Джеймса та Тома Брейді
Квантові матеріали з «прихованим металевим станом» можуть зробити електроніку в 1000 разів швидшою
Найновіше в електромобілях
Зустрічайте китайський суперкар, який щойно побив рекорд швидкості електромобілів
Як «літаючі човни» доставляють електромобілі в океан — за допомогою Леброна Джеймса та Тома Брейді
Лазер розміром з пенні може допомогти безпілотним автомобілям бачити світ набагато чіткіше
Цей акумулятор електромобіля повністю заряджається всього за 18 секунд — і він щойно отримав зелене світло для масового виробництва
Електромобілі: Факти про транспортні засоби, які змінюють дорожній транспорт
Електромобілі можуть заряджатися на 500% швидше в морозну погоду згідно з новим відкриттям
Останні новини
Дослідники виявили, що найдавніші мумії світу були висушені копченням 10 000 років тому в Китаї та Південно-Східній Азії
Шокуючі аналітичні натяки на те, що на астероїді Рюгу колись була «текуча вода»
На римському кладовищі в Нідерландах знайшли 1900-річну олійну лампу, яка освітлювала «подорож у потойбічне життя».
Вчені виміряли «натальний поштовх», який вперше відправив чорну діру-зародок у космос
Вірус «російської матрьошки» ховається всередині смертельного грибка, що робить його ще небезпечнішим для людей.
Зміна дієти може полегшити лікування раку мозку, згідно з попередніми дослідженнями
ОСТАННІ СТАТТІ
Вулканічні «гуглі очі» дивляться в космос з півострова, схожого на череп
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
