Ученим вдалося охолодити батареї на 70%: навіщо вони це зробили та чому це важливо

Група дослідників із Інституту технологій Бомбея (Індія) розробила новий метод рівномірного й ефективного тепловідведення в акумуляторному блоці, збільшивши так його ефективність і довговічність, передає Research matters.

Одним із головних недоліків акумуляторів є перегрівання — під час розряджання та перезаряджання вони виділяють тепло, що знижує їхню продуктивність. Традиційно батареї охолоджуються шляхом циркуляції рідини, наприклад, води або інших рідких охолоджувальних рідин. Площа контакту охолоджувальної рідини з акумулятором, звана площею контакту, залишається постійною. Але оскільки охолоджувальна рідина поглинає тепло від кожної батареї в акумуляторному блоці, її власна температура продовжує зростати, зменшуючи кількість тепла, що відводиться від кожної наступної батареї. Щоб продовжувати відводити таку саму кількість тепла від наступних батарей, що й від першої, площа контакту має збільшитися. Індійські вчені запропонували метод, що передбачає регулювання охолоджуваної площі кожної батареї.

"У нашій конструкції площа контакту між акумулятором і охолоджувальною рідиною збільшується вздовж напрямку потоку охолоджувальної рідини. Це означає, що площа контакту з охолоджувальною рідиною збільшується в міру руху охолоджувальної рідини по системі", — пояснили дослідники.

Вони припустили, що завдяки такій конструкції тепло відводитиметься рівномірно від кожної батареї, підтримуючи однакову температуру в усьому модулі. Перевірити теорію допомогло комп'ютерне моделювання. Модель містила 24 циліндричні літій-іонні акумулятори, розташовані паралельно. Створюючи сценарії, у яких батареї проходять різні цикли зарядки-розрядки, й аналізуючи результати, учені змогли знизити різницю температур приблизно на 70%. Акумулятори, охолоджувані за їхньою системою, також мали нижчу максимальну температуру.

"Усі батареї мають оптимальну температуру, за якої вони працюють найефективніше. Занадто висока температура може обмежити продуктивність акумуляторів і, в гіршому випадку, призвести до їхнього загоряння або вибуху. Наприклад, для правильної роботи літій-іонних батарей необхідний оптимальний температурний діапазон близько 20-40°C, і наше завдання — знизити ці показники", — резюмували дослідники.

Раніше ми писали про те, що полімерно-повітряні батареї зможуть замінити літієві, оскільки є безпечнішими та коштують дешевше. Залишилося тільки вирішити їхні проблеми зі стабільністю й передачею заряду.