Исследователи разработали метод замедления деградации литий-ионных аккумуляторов
Сотрудники национальной лаборатории SLAC Министерства энергетики США и Стэнфордского университета заявили, что нашли способ реанимации литий-ионных аккумуляторов, с помощью которого можно увеличить их срок службы примерно на 30%. Это исследование было нацелено на разработку методики, позволяющей замедлить деградацию аккумулятора.
По мере наработки циклов заряд-разряд в структуре электродов литий-ионных аккумуляторов накапливается всё больше «островков» лития, которые отрезаны от основного материала. В результате они не участвуют в накоплении энергии, и приводят к снижению ёмкости. Исследователи обнаружили, что эти частицы лития можно переместить обратно в материал электродов, что позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
Для эксперимента была взята тестовая аккумуляторная система с катодом из оксида лития, никеля, марганца и кобальта (NMC) и литиевым анодом. В процессе заряда аккумулятора ионы лития перемещались катоду, а при разряде – к аноду. В своем эксперименте они добавили в привычную схему работы разряд высоким током, чтобы добиться необходимого результата. Руководитель исследования Фанг Лю (Fang Liu) сказала, что изменение протокола зарядки позволяет продлить срок службы литий-металлических батарей.
Хотя даже сами исследователи понимают, что результат, полученный в лаборатории, необязательно можно применить в реальных условиях. Компания, которая занимается производством литий-ионных аккумуляторов или автопроизводитель, если решит использовать такой протокол зарядки, должна будет в первую очередь убедиться, что это не нарушает безопасную работу и не приведёт к воспламенению аккумулятора.
Вне зависимости от того, окажется ли новая методика устранения литиевых «островков» жизнеспособной или нет, проблема деградации литий-ионных аккумуляторов привлекает всё больше специалистов по мере того, как растёт производство электромобилей в мире. Этот вопрос встаёт более остро, поскольку требуется всё больше ресурсов для производства аккумуляторных батарей. Поскольку в них используются редкие и дорогие материалы, это сразу отражается на стоимости транспортных средств.
В прошлом году Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) предложил ввести пределы деградации для литий-ионных аккумуляторов. Они должны быть такими, чтобы электромобили с 2026 года выпуска, продаваемые в штате Калифорния, были рассчитаны на сохранение 80% сертифицированного запаса хода в течение 15 лет или 240 тыс. км. Между тем, автопроизводители устанавливают свои цели по срокам службы аккумуляторов.