U of S synchrotron тестує батареї електромобілів наступного покоління, які можуть працювати в 25 разів довше до заміни

Виробники електромобілів використовують синхротрон Canadian Light Source (CLS) у Саскатуні для розробки акумуляторів із терміном служби до восьми мільйонів кілометрів, що приблизно в 25 разів перевищує середній термін служби акумуляторів, які зараз використовуються.

Дослідники використали надяскраве синхротронне світло на прискорювачі частинок CLS в Університеті Саскачевану, щоб розглянути під мікроскопом внутрішню роботу звичайної літій-іонної батареї та нової «електродної монокристалічної» батареї. Tesla Canada співфінансувала дослідження.

Коли вони зазирнули всередину, дослідники побачили, що однокристалічний електродний акумулятор стійкий до мікроскопічних тріщин, спричинених повторними циклами заряду. Це розтріскування погіршує здатність звичайних акумуляторів електромобілів утримувати заряд.

Перед випробуванням монокристалічна електродна батарея, проаналізована в CLS, постійно заряджалася та розряджалася в лабораторії, сказав Тобі Бонд, старший науковий співробітник CLS, який проводив дослідження разом з професором університету Далхаузі Джеффом Даном.

«Ми заряджали та розряджали його 24/7 протягом приблизно шести років», — сказав Бонд CBC News. «Ми привезли його сюди, просканували і не побачили жодних ознак погіршення якості. Це після 20 000 циклів заряджання-розряджання, що дорівнює приблизно восьми мільйонам кілометрів проїзду».

Основна відмінність між двома батареями полягає в електродах. У типовій батареї електроди складаються з частинок, у 50 разів менших за ширину волосини, які, у свою чергу, складаються з ще дрібніших кристалів. Нова батарея являє собою лише один великий кристал, а значить, більш компактну структуру, стійку до механічних впливів.

ГОДИННИКИ | Акумулятор нового електромобіля може пробігти 8 мільйонів кілометрів:

Нова батарея електромобіля може пробігти 8 мільйонів кілометрів

Вчений Тобі Бонд каже, що новий тип літій-іонного акумуляторного матеріалу, який називається монокристалічним електродом, може служити десятиліттями та використовуватись у «додатках другого життя», таких як зберігання вітрової та сонячної енергії для електромережі.

За словами Бонда, це перший раз, коли вчені проаналізували однокристалічний електродний акумулятор, який безперервно перемикався протягом такого тривалого часу.

«Ми робимо комп’ютерну томографію, яка схожа на тривимірний рентген, який можна отримати в лікарні», — сказав Бонд. «Ми можемо зробити це на мікроскопічному рівні за допомогою батареї, не розбираючи її… Ми можемо побачити всередині батареї елементи, які набагато менші за людську волосину, навіть не розбираючи її».

Виробники електромобілів прагнуть розробити довговічні батареї. Поточні стандартні батареї тривають від 10 до 20 років, або 100 000 до 200 000 миль, до заміни.

Бонд сказав, що новий тип батареї може перевершити більшість інших частин електромобіля, і що менша кількість замін акумуляторів означає зменшення вуглецевого сліду автомобіля. Існує також потенціал для вторинного використання, наприклад, зберігання енергії вітру та сонця.

Бонд сказав, що ці нові батареї вже знаходяться в комерційному виробництві, і він очікує, що вони будуть використовуватися частіше в найближчі роки.

ГОДИННИКИ | Ось як працює канадський синхротрон джерела світла:

Подивіться, як працює канадський синхротрон джерела світла

Синхротрон використовує яскраве світло, щоб допомогти дослідникам дивитися всередину об’єктів з рівнем деталізації, який неможливий за допомогою традиційного рентгенівського або потужного мікроскопа.