Ученые улучшили аккумуляторы с помощью лазеров: служат дольше и заряжаются быстрее
Метод лазерного нанесення малюнка зробить батареї для побутової електроніки, електромобілів і мережевих накопичувачів довговічнішими та ефективнішими.
Вчені з Національної лабораторії відновлюваних джерел енергії (NREL) Міністерства енергетики США, розробили новий спосіб зміни мікроструктури матеріалів електродів акумулятора за допомогою лазерних імпульсів. Цей процес може поліпшити продуктивність та ефективність акумуляторів для електромобілів, прискорюючи їх заряджання і продовжуючи термін служби, передає Interesting Engineering.
Проєкт з удосконалення батарей отримав назву "Передові технології виробництва та оновлення акумуляторів" (Вatter Аdvanced Тechnology Мanufacturing Аnd Novelty — BatMan). Дослідники застосували лазерну абляцію для вирішення ключових проблем у виробництві акумуляторів. Лазерна абляція — це нанесення малюнка за допомогою лазера на різні поверхні. За допомогою швидких і точних лазерних імпульсів команді вдалося модифікувати й оптимізувати структуру електродів.
Електроди виготовлені з тонких шарів матеріалів, які можуть накопичувати і виділяти іони, що несуть електричний заряд. Конструкція і склад електродів впливають на ємність акумулятора, напругу і швидкість зарядки. Один зі способів збільшити щільність енергії батареї — зробити електроди товстішими. Однак це ускладнює швидке заряджання. Електроліт повинен рівномірно вбиратися в електроди, як вода в губку, і якщо електроди товсті, то цей процес сповільнюється. І ось тут на допомогу прийшов лазер.
Вчені нанесли візерунки на поверхню електродів, поліпшивши їх пористість і провідність. Процес лазерного нанесення малюнка може застосовуватися до різних матеріалів електродів. Після цього команда перевірила ефективність електродів з лазерним малюнком в акумуляторних елементах і виявила, що вони можуть забезпечити вищу щільність енергії, швидше заряджання і триваліший термін служби, як порівняти зі звичайними електродами.
Проєкт BatMan є прикладом того, як давно відомі методи можуть допомогти розвитку акумуляторних технологій. Вчені сподіваються, що їхній метод лазерного нанесення малюнка буде прийнятий виробниками електромобілів, мережевих накопичувачів і побутової електроніки.
Раніше ми писали про те, що Китай хоче витіснити Захід з ринку акумуляторів. Альянс виробників твердотільних акумуляторів має зробити країну головним постачальником рішень на глобальному ринку, використовуючи передові технології, зокрема ШІ.