Ученым удалось охладить батареи на 70%: зачем они это сделали и почему это важно
Индийским ученым удалось увеличить площадь, охлаждаемую при помощи специальных жидкостей, благодаря чему аккумуляторы стали безопаснее и эффективнее.
Группа исследователей из Института технологий Бомбея (Индия) разработала новый метод равномерного и эффективного теплоотвода в аккумуляторном блоке, тем самым увеличив его эффективность и долговечность, передает Research matters.
Одним из главных недостатков аккумуляторов является перегрев — при разрядке и перезарядке они выделяют тепло, что снижает их производительность. Традиционно батареи охлаждаются путем циркуляции жидкости, например воды или других жидких охлаждающих жидкостей. Площадь контакта охлаждающей жидкости с аккумулятором, называемая площадью контакта, остается постоянной. Но поскольку охлаждающая жидкость поглощает тепло от каждой батареи в аккумуляторном блоке, ее собственная температура продолжает расти, уменьшая количество тепла, отводимого от каждой следующей батареи.
Чтобы продолжать отводить такое же количество тепла от последующих батарей, что и от первой, площадь контакта должна увеличиться. Индийские ученые предложили метод, предполагающий регулирование охлаждаемой площади каждой батареи.
"В нашей конструкции площадь контакта между аккумулятором и охлаждающей жидкостью увеличивается вдоль направления потока охлаждающей жидкости. Это означает, что площадь контакта с охлаждающей жидкостью увеличивается по мере движения охлаждающей жидкости по системе", — объяснили исследователи.
Они предположили, что благодаря такой конструкции тепло будет отводиться равномерно от каждой батареи, поддерживая одинаковую температуру по всему модулю. Проверить теорию помогло компьютерное моделирование. Модель содержала 24 цилиндрических литий-ионных аккумулятора, расположенных параллельно. Создавая сценарии, в которых батареи проходят различные циклы зарядки-разрядки, и анализируя результаты, ученые смогли снизить разницу температур примерно на 70%. Аккумуляторы, охлаждаемые по их системе, также имели более низкую максимальную температуру.
"Все батареи имеют оптимальную температуру, при которой они работают наиболее эффективно. Слишком высокая температура может ограничить производительность аккумуляторов и, в худшем случае, привести к их возгоранию или взрыву. Например, для правильной работы литий-ионных батарей необходим оптимальный температурный диапазон около 20–40 °C и наша задача — снизить эти показатели", — резюмировали исследователи.
Ранее мы писали о том, что полимерно-воздушные батареи смогут заменить литиевые, так как являются более безопасными и стоят дешевле. Осталось только решить их проблемы со стабильностью и передачей заряда.