Новый метод ускоренной зарядки батарей

Во много раз сократить время наполнения обычных литиево-ионных аккумуляторов можно при помощи несколько неожиданного дополнительного воздействия на батарею. Ключевой момент процесса заряда литиевой батареи — встраивание ионов лития в высокопористый графитовый электрод.

Во время обычной зарядки электрическое поле, помогает ионам лития преодолеть потенциальный барьер в графите и проникнуть в него. Скорость этого "насыщения" — один из важнейших лимитирующих факторов, определяющих темп заряда в целом.

Чтобы провести исследования авторы построили молекулярную динамическую модель данной части аккумулятора, которая включала 160 атомов углерода, собранных в 4 графеновых слоя. Растворитель, представленный 69 молекулами пропиленкарбоната и 87 молекулами этиленкарбоната, а также необходимые для работы батареи ионы гексафторфосфата и собственно ионы лития.

В ходе проведения эксперимента над системой выяснилось, что приложение к графитовому электроду внешнего осциллирующего электрического поля заметно ускоряет интеркаляцию, помогая литию преодолевать потенциальный барьер. Вследствие этого время заряда батарей будет уменьшего в несколько раз.
Поделитесь с друзьям