Ličio jonų baterijos yra labiausiai paplitusios. Jos yra nepaprastai universalios ir patikimos, tačiau šios sistemos yra ganėtinai subtilios.
Mokslininkai nuolat tobulina ličio jonų baterijas, ieško vis naujų dizainų ir siekia pagerinti jų savybes bei siekia išvengti ir tokių problemų, kaip dendritų susidarymo. Jie gali lemti trumpą jungimą.
Taip pat svarbus faktorius yra ir aplinkos temperatūra. Įkrovimo metu ličio jonų baterijos nemėgsta tiek šalčio, tiek ir karščio. Nors tokių baterijų įkrovimas aukštesnėje temperatūroje yra efektyvesnis, tai gali lemti spartesnį baterijos nusidėvėjimą.
„Tokią (ličio jonų) bateriją yra draudžiama įkaitinti iki 60 laipsnių pagal Celsijų“, – sako Chao-Yang’as Wang’as, chemijos inžinerijos profesorius iš Pensilvanijos universiteto (JAV). Anot jo, tokia temperatūra laikoma per aukšta, pavojinga bei trumpinanti baterijos veikimo laiką.
Taigi, dabartinės ličio jonų baterijos turi tam tikrą temperatūros diapazoną, kuriame jas yra saugu naudoti ir yra pasiekiamas maksimalus baterijų efektyvumas. Tačiau Pensilvanijos universiteto mokslininkai atkreipė dėmesį į aukštesnių temperatūrų suteikiamą privalumą – greitesnį įkrovimą. Ir, atrodo, jie sugalvojo, kaip tai pasiekti nepadarydami žalos baterijai.
Mokslininkų naujoji baterija įšildoma iki 60 laipsnių pagal Celsijų, tačiau tik 10-iai minučių, o po greitai atvėsinama iki aplinkos temperatūros.
Tai atliekama pasinaudojus plonu nikelio folijos sluoksniu, kurio vienas galas yra pritvirtinamas prie neigiamo gnybto, o kitas yra baterijos išorėje ir taip sukuriamas trečiasis gnybtas. Elektrodai teka per nikelio foliją ir taip bateriją sušildo vos per 30 sekundžių.
Mokslininkai baterijos aušinimui naudojo įvairius metodus – net ir ventiliatorių – ir nustatė, kad tuo metu, kai vyksta baterijos įkrovimas ir jos temperatūra siekia 49-60 laipsnius, ir vėliau baterija greitai atvėsinama, viso šio proceso metu neužfiksuoti jokie neigiami ličio pakitimai.
Mokslininkai teigia, kad ši baterija atlaikė 1700 greituosius įkrovimo ciklus. „Mes sugebėjome pademonstruoti, kad elektrinę transporto priemonę galime įkrauti per 10 minučių ir tai mums suteiks 320-480 km“, – sako Wang’as ir priduria, kad „mes galime pasiekti, kad mūsų baterija atlaikyti 2500 greituosius įkrovimo ciklus. Kitaip tariant, leistų nuvažiuoti net pusę milijono mylių (805 tūkst. km.).“
Toks mokslininkų pasiekimas skamba tiesiog puikiai, bet dar teks atlikti nemažai darbo, kad šią technologiją pradėtume naudoti kasdien. Tačiau tyrėjai teigia, kad jų bateriją galima lengvai gaminama pramoniniu būdu, kadangi jos elementai jau ir dabar yra gerai žinomi ir gaminami. Inžinieriai toliau tobulins savo bateriją ir jos dizainą, bei tikisi, kad ateityje jie sugebės pasiekti ir dar greitesnį įkrovimo greitį.
„Mes dirbame prie to, kad galėtume per 5 minutes įkrauti daug energijos vartojančio elektromobilio bateriją ir nepadaryti jai žalos“, – teigia Wang’as.
Plačiau su tyrimo rezultatais galite susipažinti moksliniame žurnale „Joule“.
