Proprietarii de vehicule electrice pot fi în curând capabili să își încarce complet mașinile în cel puțin 10 minute, datorită unui nou tip de baterie care se încălzește pentru a crește rata de reacție, scrie newscientist.com.
Una dintre barierele majore ale creşterii vânzărilor pentru mașinile electrice este durata necesară pentru a încărca bateria în comparație cu umplerea unei mașini cu benzină. Așadar, cheia pentru a face mașinile electrice mai atractive comercial constă în dezvoltarea bateriilor care pot atinge 80% din încărcare – sau o autonomie de aproximativ 300 de kilometri – în 10 minute, spune Chao-Yang Wang de la Universitatea Penn State.
Însă, acest lucru necesită ca bateriile să-și ia rapid 400 de kilowati de putere, iar cele aflate în prezent pe piață nu pot face acest lucru. Atunci când bateriile se încarcă rapid – în timpul cărora ionii de litiu trec de la electrodul pozitiv la cel negativ – există tendința ca litiu să formeze depozite asemănătoare plăcii pe suprafața electrodului negativ, care poate reduce durata de viață a bateriei.
Wang și colegii săi au bănuit că ar putea minimaliza această problemă încălzind mai întâi bateria la o temperatură prea ridicată pentru a permite formarea plăcilor cu litiu.
Pentru a testa acest lucru, au luat o baterie industrială comercială și au introdus folii de nichel cu grosimea unui micron în straturile electrozilor. Această structură permite electrodului să se încălzească în mai puțin de 30 de secunde, creând condiții pentru ca ionii să se deplaseze rapid în electrodul negativ fără a provoca formarea depozitelor pe suprafața sa.
Apoi, au testat cât de bine au funcționat celulele atunci când au fost încărcate fie la 40 °C, 49 °C sau 60 °C și au comparat performanța cu o baterie de control care se încarcă la 20 °C.
Cercetătorii au descoperit că la 20 °C, bateria ar putea menține încărcarea rapidă doar 60 de cicluri înainte ca placarea cu litiu să provoace probleme care au redus semnificativ performanțele. În schimb, încălzirea electrodului la 60 °C a permis bateriei să aibă 2.500 de cicluri de încărcare fără a forma placa cu litiu care limitează performanța. Acesta este echivalent cu 14 ani de utilizare sau aproximativ 750.000 de kilometri de viață, spune Wang.
Experimentul anulează o veche idee că bateriile cu litiu nu ar trebui să fie încărcate la temperaturi ridicate, deoarece vor degrada bateria. În schimb, concluziile sugerează că beneficiile unei scurte creşteri de temperatură ridicată depășesc cu mult efectele negative, afirmă Wang.
