Революция в мире литий-ионных аккумуляторов

Революция в мире литий-ионных аккумуляторов

Ученые из Нанкинского университета нашли способ усовершенствовать характеристики литий-ионнных аккумуляторов с помощью внутренней подсветки.

Вы когда-нибудь задумывались, сколько устройств работает от аккумуляторов? Начиная с интеллектуальных часов, телефонов, планшетов и других гаджетов и заканчивая электромобилями на земле, воде и в воздухе. А при улучшении характеристик их можно было использовать еще шире.

Конечно, потребители хотели бы, чтобы аккумуляторы дольше держали заряд, могли обеспечить более высокое напряжение, быстрее заряжались и дольше служили.

Благодаря постоянным исследованиям и разработкам характеристики улучшаются, но довольно медленно – можно говорить об эволюции литий-ионных аккумуляторов, но не о революции.

Озарение китайских ученых

Но революция может произойти в самое ближайшее время – благодаря ученым из Нанкинского университета. Они нашли простой способ увеличить емкость стандартной ячейки формата 21700 в десять раз, возможный ток разряда – в 20 раз, обеспечить заряд 90% за несколько секунд, а срок службы удлинить до 25 лет.

Как это стало возможным, рассказал профессор Ксианг Чен (Xiang Chen): «Как известно, цилиндрический литий-ионный аккумулятор формата 21700 состоит из тонких слоев, скрученных в рулон и помещенных в корпус. Этот рулон, «пропитанный» электролитом, состоит из катодных слоев из оксида кобальта с примесью лития и анодных слоев из графита с примесью лития, которые между собой разделены сепаратором. При заряде положительно заряженные ионы лития движутся от катода через сепаратор к аноду, где они и остаются. При разряде эти ионы путешествуют через сепаратор обратно, к катоду. Мы заменили сепаратор слоем органических светодиодов, которые благодаря ЭДС при каждом заряде и разряде испускают свет. Благодаря такой простой внутренней подсветке ионы лития не могут «потеряться» и двигаются более организованно, чем при обычном строении аккумулятора. Это позволяет значительно снизить внутреннее сопротивление аккумулятора, то есть ионы почти без помех и очень быстро перемещаются между анодом и катодом. Поэтому аккумулятор заряжается и разряжается быстро, а возможный заряд, то есть ток разряда, может быть увеличен во много раз. Быстрые процессы заряда и разряда обеспечивают длительный срок службы и огромную емкость».

Новые ячейки увеличат пробег электромобилей в десять раз, так что на полностью заряженном аккумуляторе можно будет проехать до 2000 км. А процесс заряда – при наличии соответствующей электрозаправочной станции – будет занимать считанные секунды.

Пока сотрудничество с производителями еще не налажено, так что в обозримом будущем разработчикам предстоит решить вопрос с поисками партнеров для массового производства. «Согласно нашим планам, на организацию производства потребуется год, так что запуск серийного производства назначен на 1 апреля 2018 года», – гордо рассказывает Ксианг Чен. – «Это будет революция в мире электромобилей, а автомобили с двигателем внутреннего сгорания быстро станут пережитком прошлого».  

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?