Współczesne akumulatory można ładować nawet pięciokrotnie szybciej

| Technologia
Warwic University

Naukowcy z Warwick University opracowali technologię bezpośredniego, precyzyjnego pomiaru wewnętrznej temperatury akumulatorów litowo-jonowych oraz potencjału ich elektrod. Dzięki niej odkryli, że obecne akumulatory mogą być bezpiecznie ładowane pięciokrotnie szybciej niż obecnie. Nowa technologia działa podczas normalnej pracy akumulatorów i była testowana na komercyjne dostępnych urządzeniach. Dzięki pracom uczonych z Warwick University możliwe będzie nie tylko znaczące skrócenie czasu ładowania akumulatorów, ale także opracowanie nowych materiałów, stworzenie elastycznych systemów ładowania czy udoskonalenie właściwości termicznych i elektrycznych już stosowanych materiałów.

Podczas ładowania akumulatorów może dojść do ich przegrzania. To niebezpieczna sytuacja, mogąca doprowadzić do rozpadu elektrolitu i pojawienia się łatwopalnych gazów oraz wzrostu ciśnienia w akumulatorze, co grozi eksplozją i pożarem. Z kolei przeładowanie anody związane jest z pojawieniem się w niej metalowych dendrytów, które mogą przebić separator oddzielający ją od katody, co będzie skutkowało zwarciem.

Aby uniknąć niebezpiecznych sytuacji producenci akumulatorów litowo-jonowych ustalają maksymalne wartości ich ładowania. Dane takie opierają o szacunki dotyczące warunków panujących wewnątrz akumulatora. Są to jednak tylko szacunki, gdyż uzyskanie w czasie rzeczywistym danych dotyczących temperatury elektrod i ich potencjału było albo niemożliwe, albo niepraktyczne, ze względu na negatywny wpływ pomiarów na wydajność urządzenia. Dlatego też producenci akumulatorów opierają się na pomiarach z zewnątrz, które jednak nie dają pełnego precyzyjnego obrazu tego, co dzieje się wewnątrz akumulatora. W związku z tym narzucają bardzo duże ograniczenia odnośnie maksymalnej prędkości i intensywności ładowania.

Na Warwick University stworzono teraz cały zestaw metod, które pozwalają na bardzo precyzyjne wewnętrzne pomiary temperatury i stanu każdej z elektrod. Metody te nie wpływają na wydajność akumulatorów i były testowane na standardowych komercyjnie dostępnych urządzeniach. Uzyskane w ten sposób dane pokazują, że obecnie dostępne akumulatory litowo-jonowe można ładować pięciokrotnie szybciej niż się to obecnie robi.

Wspomniana technologia wykorzystuje miniaturowe elektrody referencyjne oraz światłowodową siatkę Bragga, przeciągniętą przez warstwę ochronną akumulatora. Światłowód zabezpieczony jest odpowiednią powłoką, chroniącą go przed działaniem elektrolitu. W ten sposób urządzenie ma kontakt z kluczowymi elementami akumulatora i może dokonywać precyzyjnych pomiarów temperatury.

akumulator ładownie szybkość temperatura