Ожидается, что срок службы литиевых батарей увеличится вдвое

Литий-ионные аккумуляторы используются в различных сферах: от электромобилей до портативных электронных изделий, однако максимальная емкость этих аккумуляторов со временем снижается. Чем дольше они используются и чем больше циклов зарядки они проходят, тем меньше энергии они могут удерживать. Lenovo однажды отметила, что многие аккумуляторы для ноутбуков могут прослужить до пяти лет, прежде чем разрядятся, при примерно 300-500 циклах зарядки. Ученые также сходятся во мнении, что лучшие аккумуляторы коммерческого класса, в которых в качестве электродов используется смесь никель-кобальт-марганца NCM523 (катод) и графит (анод), имеют срок службы всего около 8 лет. Однако исследование показывает, что использование новой схемы зарядки может удвоить срок службы литий-ионных батарей. Европейская исследовательская группа из Центра Гельмгольца в Берлине (HZB) и Университета Гумбольдта в Берлине указывает, что за счет оптимизации условий езды на велосипеде литий-ионные батареи потенциально могут прослужить десятилетия. Это означает, что новая схема зарядки значительно снизит нагрузку на производство и переработку аккумуляторов, сэкономив затраты на коммерческое производство и создав более устойчивое будущее.；

Исследование было впервые опубликовано в журнале «Advanced Materials Science» 14 марта этого года. Исследователи разработали новый протокол зарядки — подачу питания на устройства через импульсный ток вместо постоянного тока. Сравнив два протокола зарядки, исследователи обнаружили, что при зарядке постоянным током граница раздела твердого электролита на аноде образцов аккумуляторов была значительно толще, а в структуре электродов было больше трещин. Это указывает на значительную потерю емкости литий-ионного аккумулятора. Однако импульсная зарядка не только способствует равномерному распределению ионов лития в графите, уменьшая механические напряжения и трещины в частицах графита, но и препятствует деградации структуры катода NCM523. Это увеличит количество циклов зарядки, которые может пройти аккумулятор, с примерно 500 при постоянном токе до более 1000. Предварительные результаты испытаний показывают, что импульсная зарядка может удвоить срок службы коммерческих литий-ионных аккумуляторов, сохраняя при этом коэффициент сохранения емкости более 80%. Это исследование еще раз подтверждает предыдущую в научных кругах идею об импульсном токе. В 2023 году профессор физики элементарных частиц Йозефин Страндберг из Королевского технологического института в Швеции опубликовал статью, в которой обнаружил, что работоспособность литий-ионных аккумуляторов значительно улучшается при использовании протокола зарядки, основанного на импульсном токе.

Источник: https://news.metal.com/newscontent/102717328/Lithium-battery-life-is-expected-to-double-European-team-designs-new-pulse-power-supply-protocol