Ученые улучшили качество литий-ионных батарей в 4 раза: как они будут работать

Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Мичиганского университета (США) использовали биологический метод для улучшения характеристик аккумуляторов БПЛА и электросамолетов. Подробности рассказало СМИ Interesting Engineering.

Литий-ионные батареи могут обеспечивать энергией электротранспорт в течение длительного времени, помогая преодолевать большие расстояния. Однако полет представляет собой задачу другого типа. Самолету или дрону требуется интенсивная мощность во время взлета и посадки, а также постоянная мощность в воздухе — аккумулятор должен выполнять эту двойную роль.

Биологи, изучая клетки, анализировали их работу вместе с другими компонентами, а не отдельно. Исследователи из Беркли и Мичиганского университета также использовали этот подход, чтобы понять реакции между несколькими компонентами электрической батареи. Они сосредоточили свое внимание на литий-ионных аккумуляторах, которые сегодня широко используются на рынке, но еще не способны удовлетворить потребности в перевозках на дальние расстояния.

Используя биологический подход, ученые определили, что неспособность литиевых батарей обеспечивать высокую мощность в течение длительного периода времени не является проблемой анода, как считалось ранее. Основной причиной был катод. Они обнаружили, что когда в электролит добавляли определенные соли, образовывалост защитное покрытие вокруг катода, делая его устойчивым к коррозии и улучшая его характеристики. Команда пришла к выводу, что cмешивание солей в электролите может подавлять реакционную способность обычно реакционноспособных частиц, которые образуют стабилизирующее, устойчивое к коррозии покрытие.

Новая конструкция батареи оказалась в 4 раза лучше, обычной с точки зрения количества циклов, в течение которых она может поддерживать соотношение мощности и энергии, необходимое для полета. Сейчас команда работает над созданием аккумулятора емкостью 100 киловатт час для проведения испытательного полета электрического самолета с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) в 2025 году.

Ранее мы сообщали, что гигантская батарея емкостью 200 МВт-ч обеспечит энергией 40 000 домов. Энергохранилище сможет проработать 20 лет, выдержав 6000 циклов зарядки-разрядки при температуре от -20 до +60°C.