Cercetătorii de la Universitatea din Michigan, în colaborare cu Arbor Battery Innovations, au realizat un progres semnificativ în tehnologia bateriilor litiu-ion, dezvoltând un model experimental capabil să se încarce complet în doar 10 minute, chiar la temperaturi extreme de -10°C. Această inovație ar putea transforma industria de mașini electrice, care se confruntă cu mari probleme, rezolvând una dintre cele mai mari provocări ale bateriilor: pierderea performanței și autonomia redusă în condiții de frig.
Bateriile normale, performanțe scăzute
În mod tradițional, temperaturile scăzute încetinesc mișcarea ionilor din bateriile litiu-ion, ceea ce determină timpi mai mari de încărcare și o autonomie mai mică.
Chiar și cele mai avansate modele de mașini electrice întâmpină dificultăți în condiții de frig, motiv pentru care producătorii au introdus sisteme de precondiționare termică și pompe de căldură.
Cu toate acestea, aceste soluții nu sunt perfecte și nu pot elimina complet efectele negative ale temperaturilor joase.
Încărcare completă în 10 minute
Noua tehnologie dezvoltată de echipa din Michigan promite să depășească aceste limitări și să permită o utilizare mai eficientă a vehiculelor electrice în regiunile cu ierni severe.
Studiul, publicat în revista Joule, detaliază modul în care bateria utilizează o arhitectură tridimensională a electrodului, cunoscută sub denumirea de „3D electrode architecture”, alături de un strat protector ultra-subțire, de aproximativ 20 de nanometri, realizat dintr-un compus sticlos pe bază de borat-carbonat de litiu.
Această combinație ajută la reducerea rezistenței interne și previne formarea depunerilor de litiu pe anod – un fenomen care, în bateriile tradiționale, poate duce la degradarea performanței și la riscuri de siguranță.
Testele de laborator au arătat că noua baterie poate fi încărcată la o rată de 6C, ceea ce înseamnă că în doar 10 minute poate atinge încărcarea completă, fără degradare semnificativă după 100 de cicluri de încărcare-descărcare.
Această rată de încărcare este considerabil mai rapidă decât ceea ce oferă bateriile actuale, care trebuie să fie încălzite înainte de încărcare la temperaturi scăzute, procedeu ce consumă energie și afectează timpul total de încărcare, potrivit insideevs.
Tehnologie pentru mașini electrice
Profesorul Neil Dasgupta, expert în inginerie mecanică și știința materialelor, susține că noua tehnologie nu necesită schimbări majore în procesele de producție existente, ceea ce înseamnă că ar putea fi adoptată relativ rapid în industrie.
Acest aspect este crucial pentru implementarea tehnologiei la scară largă, deoarece simplifică procesul de integrare în liniile de producție existente ale bateriilor litiu-ion.
Cu toate că descoperirea este promițătoare, studiul nu specifică cu exactitate capacitatea bateriei testate și dacă încărcarea în 10 minute se referă la un ciclu complet (0–100%) sau doar la o încărcare parțială (de exemplu, 20–80%), așa cum recomandă producătorii pentru protejarea duratei de viață a bateriei.
Aceste detalii sunt esențiale pentru a determina aplicabilitatea tehnologiei în viitorul apropiat și pentru a evalua impactul său asupra utilizatorilor de mașini electrice.
Ar putea avea un impact major asupra pieței
Dacă această baterie va fi implementată pe scară largă, ar putea avea un impact major asupra pieței, iar viitoarele mașini electrice vor mai eficiente în regiunile cu climă rece și reducând unul dintre principalele obstacole ale adopției globale a acestor tehnologii.
Rămâne de văzut când și în ce condiții această tehnologie va deveni accesibilă pentru consumatori, dar rezultatele inițiale sugerează un viitor promițător pentru bateriile rapide și eficiente din punct de vedere termic.