Ученые улучшили аккумуляторы с помощью лазеров: служат дольше и заряжаются быстрее
Метод лазерного нанесения рисунка сделает батареи для бытовой электроники, электромобилей и сетевых накопителей долговечнее и эффективнее.
Ученые из Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США, разработали новый способ изменения микроструктуры материалов электродов аккумулятора с помощью лазерных импульсов. Этот процесс может улучшить производительность и эффективность аккумуляторов для электромобилей, ускоряя их зарядку и продлевая срок службы, передает Interesting Engineering.
Проект по усовершенствованию батарей получил название "Передовые технологии производства и обновления аккумуляторов" (Вattery Аdvanced Тechnology Мanufacturing Аnd Novelty — BatMan). Исследователи применили лазерную абляцию для решения ключевых проблем в производстве аккумуляторов. Лазерная абляция — это нанесение рисунка при помощи лазера на разные поверхности. При помощи быстрых и точных лазерных импульсов команде удалось модифицировать и оптимизировать структуру электродов.
Электроды изготовлены из тонких слоев материалов, которые могут накапливать и выделять ионы, несущие электрический заряд. Конструкция и состав электродов влияют на емкость аккумулятора, напряжение и скорость зарядки. Один из способов увеличить плотность энергии батареи — сделать электроды толще. Однако это затрудняет быструю зарядку. Электролит должен равномерно впитываться в электроды, как вода в губку, и если электроды толстые, то этот процесс замедляется. И вот тут на помощь пришел лазер.
Ученые нанесли узоры на поверхность электродов, улучшив их пористость и проводимость. Процесс лазерного нанесения рисунка может применяться к различным материалам электродов. После этого команда проверила эффективность электродов с лазерным рисунком в аккумуляторных элементах и обнаружила, что они могут обеспечить более высокую плотность энергии, более быструю зарядку и более длительный срок службы по сравнению с обычными электродами.
Проект BatMan является примером того, как давно известные методы могут помочь развитию аккумуляторных технологий. Ученые надеются, что их метод лазерного нанесения рисунка будет принят производителями электромобилей, сетевых накопителей и бытовой электроники.
Ранее мы писали о том, что Китай хочет вытеснить Запад с рынка аккумуляторов. Альянс производителей твердотельных аккумуляторов должен сделать страну главным поставщиком решений на глобальном рынке, используя передовые технологии, включая ИИ.