Революция в аккумуляторах: мотоциклы обгоняют автомобили

тельные аккумуляторы уже давно обещают революционизировать электромобили, но их производством остаются. Одна из главных проблем — образование дендри микроскопических кристаллических образований, которые могут вызвать короткое замыкание.

Исследователи из MIT и Техни Мюнхена, возможно, нашли способ контролировать этот процесс. Они изучили границы зерен в керамических твердых электролитах, которые являются микроскопическими швами, где встречаются крошечные кристаллические зерна. Оказалось, что эти швы могут нарушить движение ионов лития и создать электрические условия, способствующие накоплению металлического лития.

Когда литий начинает образовывать тонкие нити, он может пронзить электролит и соединить обе стороны аккумулятора, что приводит к короткому замыканию, перегреву взрыву. Исследователи изучили керамический материал литий-новый цирконат (LLZO) и обнаружили, что электрибалансы на границах зерен способствуют образованию дендритов. Изменив способ обработки материала, они уменьшили эти дисбалансы и позволили ионам лития двигаться более свободно через электролит.

Модифицированный материал выдержал критическую плотность тока более чем на 300% выше, чем исходный образец, прежде чем произошло короткое замыкание. Это означает, что материал может выдержать гораздо больший ток, прежде чем нити лиут проблемы.

Для электромоби может привести к болееке и более энергоемким аккумуляторам. Но для электромотоциклов и других транспортных средств последствия могут быть значительными, поскольку они не имеют места массивных аккумуляторных батарей.

Электромотоцикл должен поместить аккумулятор внутрь рамы, которая также должна вмещать подвеску, систему охлаждения, рулевое управление и защиту от аварий. Поэтому современные электромотоциклы часто вынуждены выбирать между запасом хода и разумным весом. Более энергоемкий твердотопливный аккумулятор мог бы увеличить запас хода без увеличения размеров мотоцикла или сохранить текущий запас хода при снижении веса.

Это также актуально для электрических мотоциклов для бездорожья, квадроциклов, снегоходов и гидроциклов. Этим транспортным средствам нужна энергия, чтобы оставаться полезными,ясь слишком тяжелыми. Снегоходы нуждаются в аккумуляторных системах, которые могут работать в условиях низких температур. Гидроциклы требуют высокой мощности в течение длительного времени, работая внутри влажных, компактных корпусов.

Однако лабораторный электролит — это еще не готовый аккумулятор для транспортных средств. Керамические материалы должны выдерживать вибрации, ямы, прыжки, аварии, изгибы рамы, мойку под давлением, заморозки и годы повторной зарядки. Производители аккумуляторов также должны выпускать материал последовательно и достаточно дешево, чтобы будущий электрический мотоцикл для бездорожья не стоил как подержанный грузовик.

Эта работа важна, поскольку она решает одну из наиболее устойчивых проблем технологии твердотопливных аккумуляторов на микроскопическом уровне. Если производителям удастся лучше контролировать границы зерен, они смогут создавать аккумуляторы, которые могут выдерживать больший ток, сопротивляться внутренним коротким замыкания

Источник: rideapart