Νέα καινοτομία με ταχεία φόρτιση ακόμη και στους -10°C

Η μετάβαση στα ηλεκτρικά οχήματα (EV), συναντά σημαντικά εμπόδια, ιδιαίτερα σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες. Ένα βασικό πρόβλημα είναι, η υποβάθμιση της απόδοσης τον χειμώνα, καθώς οι μπαταρίες φορτίζουν πιο αργά και η αυτονομία μειώνεται αισθητά. Ωστόσο, μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν προτείνει μια καινοτόμο λύση, που θα μπορούσε να αλλάξει το τοπίο.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Joule, παρουσιάζει μια νέα προσέγγιση στην κατασκευή μπαταριών ιόντων λιθίου, που επιτρέπει ταχύτερη φόρτιση ακόμα και σε θερμοκρασίες έως και -10°C, χωρίς να μειώνεται η ενεργειακή τους πυκνότητα, το κλειδί για μεγαλύτερη αυτονομία.

Δείτε ακόμα: Τι είναι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης και ποια η σημασία τους για τα EV

Οι συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου, λειτουργούν με μετακίνηση ιόντων, μέσω υγρού ηλεκτρολύτη, ανάμεσα στην άνοδο και την κάθοδο. Το ψύχος όμως επιβραδύνει αυτή τη διαδικασία, δυσκολεύοντας τη φόρτιση και την απόδοση. Επιπλέον, τα παχύτερα ηλεκτρόδια, αν και αυξάνουν τη χωρητικότητα, επιδεινώνουν το πρόβλημα διάχυσης ιόντων στο κρύο.

Η ομάδα του καθηγητή Neil Dasgupta εφάρμοσε δύο τεχνολογικές καινοτομίες:

1. Μικροκάναλα με λέιζερ: Δημιουργήθηκαν μικροσκοπικά κανάλια στην άνοδο γραφίτη (περίπου 40 μικρά), επιτρέποντας ταχύτερη και βαθύτερη μεταφορά ιόντων λιθίου στο ηλεκτρόδιο.

2. Τεχνητό στρώμα SEI: Το φυσικό χημικό φράγμα που σχηματίζεται ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο και τον ηλεκτρολύτη, εμποδίζει τη φόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες και ενισχύει την επιμετάλλωση λιθίου. Η ομάδα εφάρμοσε ένα εξαιρετικά λεπτό υαλώδες στρώμα από ανθρακικό βορικό λίθιο (20 nm), για να εξασφαλίσει την απρόσκοπτη ροή ιόντων και να αποτρέψει τη ζημιογόνα επιμετάλλωση.

Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: οι τροποποιημένες μπαταρίες παρουσίασαν 500% ταχύτερη φόρτιση στους -10°C και διατήρηση χωρητικότητας 97% μετά από 100 κύκλους γρήγορης φόρτισης.

Δείτε ακόμα: Ποια EVs χάνουν το 20% της αυτονομίας τους σε κρύο καιρό

Ο Dasgupta δηλώνει ότι η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να ενσωματωθεί εύκολα στη βιομηχανική παραγωγή χωρίς μεγάλες αλλαγές στις υπάρχουσες γραμμές. Επιπλέον, μέσω της νεοφυούς επιχείρησης Arbor Battery Innovations και μελλοντικής χρηματοδότησης, δρομολογούνται βήματα προς την εμπορευματοποίηση.

Αυτή η εξέλιξη είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς η περιορισμένη απόδοση των EV σε χαμηλές θερμοκρασίες, αποθαρρύνει πολλούς καταναλωτές. Η νέα τεχνολογία υπόσχεται να βελτιώσει την αξιοπιστία και πρακτικότητα των EV ανεξαρτήτως καιρού, ενισχύοντας την εμπιστοσύνη στο μέλλον της ηλεκτροκίνησης.

Πηγή: electriccarsreport.com