Технологии: найден способ продлить срок службы аккумулятора на 20%

Cрок службы каждого из них можно продлить — ученые рассказали, как это сделать.

Рано или поздно все аккумуляторы теряют емкость и их приходится менять. Менять ничего не нужно — всё дело в зарядке батареи.

Не все элементы, входящие в состав литиевого аккумулятора, одинаковы; некоторые из них разлагаются и умирают быстрее, чем другие. Новое исследование ученых Стэнфордского университета показало, что вся батарея может прожить намного дольше, если каждая ячейка будет заряжаться индивидуально.

Существует множество причин, по которым отдельные элементы в батарее могут стать слабее других. Возможно, есть различия в производстве или материалах. Возможно, некоторые из них более подвержены воздействию источников тепла, чем другие, или расположены в местах, которые труднее охлаждать. В любом случае в среднем один элемент батареи служит дольше, чем средний аккумулятор, и именно эти слабые элементы ответственны за основное падение емкости со временем

Быстрая зарядка и разрядка являются стрессом для элементов батареи, и, хотя они предназначены для снятия этого стресса, именно в эти моменты более слабые элементы страдают и изнашиваются быстрее всего. Поэтому команда ученых из Стэнфорда задалась вопросом, может ли стандартный метод зарядки всех элементов батареи с одинаковой скоростью ускорять разрядку батареи.

Исследователи разработали компьютерную модель для проверки своей теории с беспрецедентным уровнем детализации процесса. Они попытались точно представить физическое и химическое состояние батареи, а также изменения, которые происходят в связи с различными нагрузками на протяжении всего срока ее службы на разных временных интервалах — от секунд до месяцев и лет.

Используя эту модель, они провели ряд симуляций, сравнивающих стандартный подход к зарядке с установленной скоростью с другими подходами, в которых емкость каждого отдельного элемента служила индикатором того, сколько заряда он может накопить. Авторы предполагали, что только самые прочные элементы должны подвергаться наибольшим нагрузкам. С элементами, которые уже начали разрушаться по какой–либо причине следует обращаться гораздо бережнее, чтобы предотвратить их дальнейшее разрушение.

Команда обнаружила, что, индивидуально настраивая скорость зарядки каждого элемента, они могут свести к минимуму повышение температуры и деградацию элементов, до такой степени, что эти аккумуляторы могут выдерживать по крайней мере на 20% больше циклов зарядки / разрядки, чем аккумулятор, который заряжается равномерно.

Понравилась ли Вам статья?