Изследователи от Станфордския университет са установили, че най-добрият начин за удължаване на живота на литиево-метална батерия за електрически превозни средства е да я изтощите и да я оставите да почине за няколко часа.

Изследването "Почивката възстановява ефективността на изтощени литиево-метални батерии", публикувано в списание Nature, установи, че този прост подход възстановява капацитета на батерията и повишава цялостната ѝ ефективност.

Съавторът на изследването Уенбо Джан, докторант по материалознание и инженерство в Станфорд, казва:

"Търсехме най-лесния, най-евтиния и най-бързия начин да подобрим живота на литиево-металните батерии при циклично използване. Открихме, че чрез почивка на батерията в разредено състояние може да се възстанови загубеният капацитет и да се увеличи продължителността на цикъла. Тези подобрения могат да се осъществят само чрез препрограмиране на софтуера за управление на батерията, без да са необходими допълнителни разходи или промени в оборудването, материалите или производствения процес."

Резултатите от проучването биха могли да предоставят на производителите на електромобили практическа информация за адаптирането на технологията за литиеви метали към реалните условия на шофиране. Литиево-металните батерии биха могли да удвоят пробега на електромобилите, но те бързо губят способността си да съхраняват енергия само след няколко цикъла на зареждане и разреждане, което ги прави безполезни за рутинно шофиране.

Конвенционалната литиево-йонна батерия се състои от два електрода - графитен анод и катод от литиево-метален оксид - разделени от течен или твърд електролит, който пренася литиеви йони напред-назад. В литиево-металната батерия графитният анод е заменен с галванизиран литиев метал, което позволява да се съхранява два пъти повече енергия от литиево-йонната батерия в същото пространство. Освен това литиево-металният анод тежи по-малко от графитния, което е от съществено значение за електрическите превозни средства. Литиево-металните батерии могат да съхраняват поне една трета повече енергия на килограм в сравнение с литиево-йонните батерии.

Когато литиево-металната батерия се разрежда, парченца литиев метал с размер на микрони се изолират и улавят в интерфазата на твърдия електролит (SEI). Тази гъбеста матрица се образува там, където се срещат анодът и електролитът.

"Матрицата на SEI е по същество разложен електролит", обяснява Джан. "Той обгръща изолирани парчета литиев метал, откъснати от анода, и им пречи да участват в каквито и да било електрохимични реакции. Поради тази причина считаме изолирания литий за мъртъв."

Повтарящите се зареждания и разреждания водят до натрупване на допълнителен мъртъв литий, което води до бърза загуба на капацитет на батерията. Така че електромобил с литиево-метална батерия ще загуби пробега си много по-бързо от електромобил с литиево-йонна батерия.

Средностатистическият шофьор в САЩ прекарва около един час зад волана всеки ден, така че не е изключено батерията на автомобила да почива няколко часа.

Един типичен електромобил може да има 4000 батерии, разположени в модули, контролирани от система за управление на батериите. При литиево-металните батерии съществуващата система за управление може да бъде програмирана да разрежда изцяло отделен модул, така че да му остане нулев капацитет.

Снимка: Unsplash

Виж още: Земята не е плоска, но нова теория предполага, че Юпитер някога е бил такъв (ВИДЕО)