Полная зарядка электромобиля за 10 минут возможна

10-минутный тренд рассчитан на будущее и очень важен для повсеместного внедрения электромобилей

По словам группы инженеров, владельцы электромобилей вскоре смогут подъехать к заправочной станции, подключить свой автомобиль, сходить в туалет, взять чашку кофе и через 10 минут выехать с полностью заряженным аккумулятором.

«Было продемонстрировано, что можно зарядить электромобиль за десять минут с последующим прохождением им расстояния от 300 до 500 км». «При этом литий-ионный элемент сохраняет емкость на уровне 91,7% в течение 2500 циклов зарядки, что в общем эквивалентно почти 800 тысячам километров пути». «Быстрая зарядка - это ключ к широкому внедрению электромобилей».

О своих результатах исследователи рассказали в выпуске журнала Joule.

Правительства и компании по всему миру рассматривают возможность создания широкой сети общественных быстрых зарядных устройств постоянного тока с мощностью, недавно увеличенной до 400 кВт, чтобы за 10 минут передать электромобилю заряд, которого бы хватило на 300 км пробега, так называемой экстремально быстрой зарядки.

Однако на сегодня ни один аккумуляторный электромобиль не может выдержать 400 кВт. Существуют несколько критических барьеров для осуществления экстремально быстрой зарядки, касающихся батарей, транспортных средств и инфраструктуры.

Что касается аккумуляторных технологий, в частности, литирование и потребность в охлаждении во время экстремально быстрой зарядки признаны, как две наиболее критичные проблемы.

При экстремально быстрой зарядке литий-ионные аккумуляторы разлагаются, когда температура окружающей среды становится ниже 10 градусов Цельсия, потому что, вместо того, чтобы ионы лития плавно встраивались в углеродный анод, они оседают на его поверхности. Такое литиевое покрытие снижает емкость элемента, может спровоцировать электрические перегрузки и небезопасные условия работы аккумулятора.

Решение для экстремально быстрой зарядки

Для экстремально быстрой зарядки был применен метод асимметричной модуляции температуры, который с одной стороны заряжает литий-ионную батарею при повышенной температуре 60 °C, чтобы исключить литирование, а с другой, ограничивает время воздействия до ∼10 мин на цикл, чтобы предотвратить серьезный рост твердофазных электролитов и деградацию материалов. Зарядка при более высоких температурах была бы более эффективной, но длительные периоды сильного нагрева ухудшают качество батарей.

В самонагревающейся батарее предполагается использовать тонкую никелевую фольгу, которая с помощью датчика будет нагревать аккумулятор до необходимой температуры. Быстрое охлаждение аккумулятора будет осуществляться с помощью встроенной в автомобиль системы охлаждения.