Учені поліпшили якість літій-іонних батарей у 4 рази: як вони працюватимуть

Дослідники з Національної лабораторії Лоуренса в Берклі та Мічиганського університету (США) використали біологічний метод для поліпшення характеристик акумуляторів БПЛА та електролітаків. Подробиці розповіло ЗМІ Interesting Engineering.

Літій-іонні батареї можуть забезпечувати енергією електротранспорт протягом тривалого часу, допомагаючи долати великі відстані. Однак політ являє собою завдання іншого типу. Літаку або дрону потрібна інтенсивна потужність під час зльоту і посадки, а також постійна потужність у повітрі — акумулятор повинен виконувати цю подвійну роль.

Біологи, вивчаючи клітини, аналізували їхню роботу разом з іншими компонентами, а не окремо. Дослідники з Берклі та Мічиганського університету також використовували цей підхід, щоб зрозуміти реакції між кількома компонентами електричної батареї. Вони зосередили свою увагу на літій-іонних акумуляторах, які сьогодні широко використовуються на ринку, але ще не здатні задовольнити потреби в перевезеннях на далекі відстані.

Використовуючи біологічний підхід, вчені визначили, що нездатність літієвих батарей забезпечувати високу потужність протягом тривалого періоду часу не є проблемою анода, як вважалося раніше. Основною причиною був катод. Вони виявили, що коли в електроліт додавали певні солі, утворювалося захисне покриття навколо катода, роблячи його стійким до корозії та покращуючи його характеристики. Команда дійшла висновку, що змішування солей в електроліті може пригнічувати реакційну здатність зазвичай реакційноздатних частинок, які утворюють стабілізуюче, стійке до корозії покриття.

Нова конструкція батареї виявилася в 4 рази кращою за звичайну з точки зору кількості циклів, протягом яких вона може підтримувати співвідношення потужності та енергії, необхідне для польоту. Наразі команда працює над створенням акумулятора ємністю 100 кіловат-годину для проведення випробувального польоту електричного літака з вертикальним зльотом і посадкою (eVTOL) у 2025 році.

Раніше ми повідомляли, що гігантська батарея ємністю 200 МВт-год забезпечить енергією 40 000 будинків. Енергосховище зможе пропрацювати 20 років, витримавши 6000 циклів зарядки-розрядки за температури від -20 до +60°C.