Streszczenie: Naukowcy z Penn State University opracowali metodę pozwalającą naładować istniejące akumulatory samochodów elektrycznych w zaledwie 10 minut, co umożliwia przejechanie 300–450 kilometrów bez uszkodzenia baterii. Tradycyjne szybkie ładowanie w temperaturze pokojowej prowadziło do osadzania się litu na anodzie, co degradowało akumulator i mogło powodować spięcia. Alternatywne podgrzewanie baterii podczas ładowania również skracało jej żywotność. Nowa metoda polega na podgrzewaniu akumulatora do 60°C podczas ładowania, a następnie szybkim schładzaniu do temperatury pokojowej. Po 2500 cyklach ładowania i rozładowywania (odpowiadających ponad 800 tysiącom kilometrów) nie zaobserwowano spadku pojemności baterii. Technologia opiera się na istniejących akumulatorach litowo-jonowych, wymagając jedynie dodania systemu szybkiego podgrzewania i chłodzenia w pojazdach elektrycznych.
CZY WIESZ, ŻE: czas ładowania samochodu elektrycznego jest już podobny do czasu tankowania.
Scenariusz pierwszy: przyjeżdżasz na stację benzynową, tankujesz, wypijasz kawę, korzystasz z toalety i jedziesz dalej.
Scenariusz drugi: przyjeżdżasz na stację ładowania, podpinasz samochód do źródła prądu, wypijasz kawę, korzystasz z toalety i jedziesz dalej.
Czym różnią się te dwa scenariusze? Na początek tylko tym, że każdy z nich dotyczy innego sposobu dostarczenia energii do silnika pojazdu. W rzeczywistości jednak najważniejsza jest inna, ukryta różnica: do tej pory drugi scenariusz był po prostu niemożliwy do spełnienia, ponieważ ładowanie samochodu elektrycznego trwa znacznie, znacznie dłużej. Wkrótce może się to jednak zmienić.
Naukowcy z Penn State University opracowali metodę, która pozwala naładować wykorzystywane w samochodach akumulatory w zaledwie 10 minut. To ważne – nie chodzi o jakąś nową odmianę akumulatorów, a ogniwa, które już istnieją. 10‑minutowe ładowanie pozwala dostarczyć im energii potrzebnej do przejechania 300–450 kilometrów, a co ważniejsze – nie niszczy w żaden sposób akumulatora.
Gorący problem
Znane do tej pory metody również pozwalały uzyskać krótkie czasy ładowania, ale – niestety – kosztem obniżenia sprawności akumulatora i jego żywotności. Jeśli ładowanie odbywało się w temperaturze pokojowej, osadzający się na powierzchni anody lit degradował sprawność akumulatora, a nawet mógł powodować spięcia i grozić awarią ogniwa. Osadzaniu się litu można było jednak przeciwdziałać, podgrzewając akumulator podczas ładowania, ale – niestety – to rozwiązanie także znacząco skracało jego żywotność.
Zespół pod kierownictwem profesora Chao‑Yang Wanga zastosował więc jeszcze inną metodę. Podczas 10‑minutowego ładowania prądem o wysokim natężeniu akumulator podgrzewany był do temperatury 60 stopni Celsjusza, ale następnie gwałtownie schładzano go do temperatury pokojowej.
Efekt? Po wykonaniu 2500 cykli ładowania‑rozładowywania (odpowiednik przejechania ponad 800 tysięcy kilometrów) naukowcy nie zanotowali żadnych negatywnych skutków, objawiających się np. poprzez obniżenie realnej pojemności akumulatora.
Badacze nie podają, kiedy nowa metoda ładowania może zostać zastosowana komercyjnie, ale przypominają, że bazuje ona na istniejącej technologii akumulatorów litowo‑jonowych. Jedyną różnicą będzie zatem konieczność wyposażenia samochodu elektrycznego w odpowiedni system szybkiego podgrzewania ogniwa (za pomocą folii niklowanej) oraz jego błyskawicznego schłodzenia.
