Joule. Էլեկտրական մեքենաները կարող են 500%-ով ավելի արագ լիցքավորվել ցուրտ եղանակին՝ շնորհիվ նոր տեխնոլոգիայի
Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ էլեկտրական մեքենաները կարող են 500%-ով ավելի արագ լիցքավորվել ցուրտ եղանակին՝ շնորհիվ նոր արտադրական գործընթացի։
Joule ամսագրում հրապարակված նոր ուսումնասիրության մեջ գիտնականները բացատրում են, թե ինչպես կարող են զգալիորեն բարելավել լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքավորման արագությունը մինչև 14 աստիճան Ֆարենհայտ (մինուս 10 աստիճան Ցելսիուս) ջերմաստիճանում՝ փոխելով մարտկոցի դիզայնը և լիցքավորման ընթացքում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաները։
Ցածր ջերմաստիճանները սահմանափակում են լիցքավորման արագությունը և նվազեցնում են ընդհանուր էներգաարդյունավետությունը՝ լիցքավորման ընթացքում տեղի ունեցող քիմիական գործընթացների պատճառով։ Մարտկոցները աշխատում են լիթիումի իոնները հեղուկ էլեկտրոլիտային լուծույթում երկու էլեկտրոդային թիթեղների միջև տեղափոխելով։ Այս գործընթացը արդյունավետ է բարձր ջերմաստիճաններում, սակայն ավելի ցուրտ պայմաններում հեղուկ էլեկտրոլիտը խտանում է, նվազեցնելով էլեկտրական հոսանքը և դրանով իսկ երկարացնելով լիցքավորման ժամանակը։
Արտադրողները այս խնդիրը լուծել են մի քանի եղանակով, այդ թվում՝ մեծացնելով մարտկոցներում օգտագործվող էլեկտրոդների հաստությունը կամ փոխելով մարտկոցի դիզայնը։ Սակայն այս քայլերը խնդիրն ավելի վատթարացրին։
Նախկինում հետազոտողները ստեղծել էին այսպես կոչված նոր «ուղիներ» անոդում՝ էլեկտրոդում, որը լիցքավորման ընթացքում ընդունում է լիթիումի իոններ և էլեկտրոններ է ուղարկում հակառակ ծայրում գտնվող կաթոդ։
Այս ուղիները ստեղծելու համար գիտնականները լազերների միջոցով անցքեր են բացել անոդի գրաֆիտային շերտերում, ինչը թույլ է տվել լիթիումի իոններին ավելի արագ շարժվել և այդպիսով ավելի արագ թափանցել էլեկտրոդի մեջ։
Այս նախկին դիզայնը արագացնում էր լիցքավորման ժամանակը, բայց ցուրտ եղանակային պայմաններում դա հանգեցնում էր անոդի վրա լիթիումի կուտակման։ Այս «ծածկույթը» կանխում էր էլեկտրոդի ռեակցիան հեղուկ էլեկտրոլիտի հետ։
Այս շերտի առաջացումը կանխելու համար, նոր ուսումնասիրության մեջ գիտնականները մարտկոցը պատել են լիթիումի բորատ կարբոնատից պատրաստված 20 նանոմետր հաստությամբ նյութով։ Պինդ վիճակի մարտկոցների նախորդ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս նյութը բարելավում է իոնային մատակարարման արդյունավետությունը։
Հետազոտողների խոսքով, այս դեպքում ծածկույթը, զուգորդված նոր տեխնոլոգիայի հետ, հնարավորություն է տվել լիցքավորման արդյունավետությունը 500%-ով բարձրացնել զրոյից ցածր ջերմաստիճաններում։ Այս տեխնոլոգիաներով փոփոխված մարտկոցները պահպանել են իրենց հզորության 97%-ը նույնիսկ մինչև 100 անգամ արագ լիցքավորվելիս զրոյից ցածր ջերմաստիճաններում։