Pasak mokslininkų, baterijų įkrovimas esant žemesnei kaip 10 laipsnių pagal Celsijų temperatūrai gali pagreitinti baterijos degradaciją. Tačiau Pensilvanijos valstijos universiteto (JAV) mokslininkai teigia radę išeitį iš šios problemos – skelbiama apie save sušildančios baterijos sukūrimą.
Žema temperatūra, su kuria susiduria daugelio šalių vairuotojai, tarp jų ir lietuviai, sulėtina įprastų ličio jonų baterijų įkrovimo greitį. Tai reiškia, kad vairuotojai ilgiau užtrunka kol įkrauna elektromobilių baterijas, kad patenkintų savo kasdienius vairavimo poreikius. Pasak mokslininkų, baterijų įkrovimas esant žemesnei kaip 10 laipsnių pagal Celsijų temperatūrai gali pagreitinti baterijos degradaciją. Tačiau Pensilvanijos valstijos universiteto (JAV) mokslininkai teigia radę išeitį iš šios problemos – skelbiama apie save sušildančios baterijos sukūrimą.
©Chao-Yang Wang | Pensilvanijos valstijos universitetas
„Elektrinės transporto priemonės yra populiarios JAV vakarinėje pakrantėje, nes oras tam yra palankus (vyrauja šilti orai aut. past.)“, – sako Xiao-Guang Yang, mechanikos inžinerijos mokslų daktaras. „Kai šios transporto priemonės atkeliauja į rytinę pakrantę ar Kanadą, atsiranda svarbių klausimų. Mes parodėme, kad baterijas galima greitai įkrauti nepriklausomai nuo lauko temperatūros.“
Anksčiau mokslininkai buvo sukūrę save sušildančią bateriją, kuri išvengdavo greito energijos netekimo esant ir nulinei lauko temperatūrai. Dabar jie sukūrė bateriją, kurią, naudojant greitąjį įkroviklį, galima įkrauti per 15 minučių ir tai galima daryti esant bet kokiai temperatūrai iki -42,8 laipsnių pagal Celsijų.
Kaip informuoja Pensilvanijos valstijos universitetas, save sušildanti baterija turi ploną nikelio folijos sluoksnį, kurio vienas galas yra pritvirtintas prie neigiamo gnybto, o kitas yra baterijos išorėje ir taip sukuriamas trečias gnybtas. Esant baterijos temperatūrai žemesnei už kambario temperatūrą, prie jungiklio pritvirtintas temperatūros jutiklis užtikrina, kad elektronai praeis per nikelio folijos sluoksnį. Tai žaibiškai įkaitina nikelio folijos sluoksnį ir sušildo baterijos vidų. Kai baterijos vidinė temperatūra yra aukštesnė už kambario temperatūrą, jungiklis atsidaro ir elektros srovė nukreipiama į bateriją. Taip užtikrinama, kad baterija bus greitai įkrauta.
„Viena unikali mūsų elemento savybė yra tai, kad šildymas ir perėjimas į baterijos įkrovimą vyksta automatiškai“, – sako inžinerijos profesorius Chao-Yang Wang, kuris yra Pensilvanijos valstijos elektrocheminių variklių centro direktorius. „Be to, stotelių (įkrovimo aut. past.), kurios jau yra, nereikia keisti. Šildymo ir įkrovimo valdymas yra susijęs su baterija, o ne įkrovikliu.“
Laboratorinių bandymų metu mokslininkai nustatė, kad save sušildanti baterija atlaiko 4500 15 minučių trukmės įkrovimo ciklus, esant nulinei temperatūrai. Užfiksuoti tik iki 20 % baterijos talpos nuostoliai. Tai yra labai mažai, turint galvoje, kad tradicinės baterijos, išbandytos tokiomis pačiomis sąlygomis, prarado 20 % talpos jau po 50 įkrovimo ciklų.
Mokslininkai teigia, kad greitas įkrovimas esant žemai temperatūrai skatina anodų paviršiaus dendritų susidarymą, dėl kurio sumažėja baterijos veikimo efektyvumas. Nors ir labai smalsu, bet jie neatskleidė kurio gamintojo įprastas baterijos išbandė laboratorijoje. Jie taip kol kas nenagrinėjo kiek baterijos galios yra panaudojama pačiam šildymo procesui.
„Šis visuotinis greito įkrovimo metodas leis gamintojams transporto priemonėse naudoti mažesnes, lengvesnes ir saugesnes baterijas“, – sakė Wang. Tikėtina, kad mažesnės ir lengvesnės baterijos bus žymiai pigesnės nei įprastos baterijos, todėl elektra varomi automobiliai dar labiau priartės prie tradicinių automobilių kainų. Turint galvoje, kad elektra varomų transporto priemonių didžiausi iššūkiai yra susiję su baterijomis, šis mokslininkų išradimas gali tapti svarbiu elektrinių automobilių revoliucijos posūkiu.
