Блог

Jul 04, 2023

Эта новая технология может устранить ухудшение запаса хода аккумулятора электромобиля в холодную погоду

Изменение химического состава аккумуляторов может решить проблему плохой работы на морозе. Аккумуляторы для электромобилей стали одним из основных направлений автомобильных исследований. Автомобиль – один из

Изменение химического состава аккумуляторов может решить проблему плохой работы на морозе.

Аккумуляторы для электромобилей стали одним из основных направлений автомобильных исследований. Автомобиль — одно из худших мест, куда можно положить аккумулятор. Аккумуляторы электромобилей постоянно разряжаются и перезаряжаются (аккумуляторы не очень хорошо переносят разрядку), гремят по неровному тротуару, готовятся в самую сильную летнюю жару и замерзают зимой. Аккумуляторы, как и люди, которые их используют, не очень хорошо переносят холодную погоду. (Любой, кто использует камеру с батарейным питанием для съемки на снегу, вероятно, заметил, что индикатор заряда падает вниз гораздо быстрее, чем следовало бы.)

Однако есть и хорошие новости. Исследователи обнаружили возможное решение этой последней проблемы. Изменив формулу батареи, ученые Министерства энергетики США, возможно, разработали батарею, которая сможет удерживать столько же энергии на холоде, сколько и при идеальной комнатной температуре.

Связанный: Что никто вам не говорит о твердотельных батареях

Для быстрого напоминания: электрическая батарея имеет два электрода с электролитом между ними. Электроды подключены к проводам, по которым электричество передается к любому устройству, которое его использует. Электролит по существу сохраняет электричество до тех пор, пока оно не будет использовано. Обычно это жидкость или паста (за исключением твердотельных аккумуляторов, где электролит, как можно догадаться, твердый). Для производства электричества электрод на одном конце батареи вступает в реакцию с электролитом. Эта химическая реакция высвобождает электроны. Электрод на противоположном конце батареи вступает в другую химическую реакцию с электролитом. Вместо высвобождения электронов, как это происходит на другом конце батареи, эта реакция требует дополнительных электронов, прежде чем она сможет произойти — например, тех, которые были освобождены в результате химической активности на противоположном конце батареи.

Из-за особенностей конструкции батареи электроны не могут просто перепрыгивать с одного конца на другой, чтобы попасть туда, где они нужны. Вместо этого электроны должны покинуть батарею через электроды и пройти по проводам, подключенным к батарее. Это удобно, когда электроны отправляются через любой двигатель, фонарь или стереосистему, которые питаются от батарей. Вот почему батареи перестают производить электричество при отключении от устройства, которое их использует. Поскольку нет возможности перенести электроны с одного конца батареи на другой, химическая реакция прекращается до следующего использования электрического устройства.

Связанный: 10 вещей, которые вы должны знать о твердотельных батареях

Научным прорывом стала новая добавка к аккумуляторным электролитам под названием «дифтор(оксалато)борат лития». Обычно это слово сокращается до более произносимого (и более легкого в наборе) «LiDFOB».

У него огромное преимущество перед другими уже используемыми добавками: он работает, когда аккумуляторы остывают. Автомобиль по-прежнему будет иметь хороший запас хода в суровые зимние морозы. Ученые утверждают, что батарея LiDFOB работает при температуре до -4° F (-20° C). Кроме того, батареи LiDFOB сохранили свою емкость после 400 раз разрядки и перезарядки в ходе лабораторных испытаний. Можно отметить, что аккумулятор электромобиля разряжается и перезаряжается более 400 раз в течение своего срока службы, и это одна из причин, почему батареи LiDFOB все еще находятся на стадиях тестирования и разработки.

Батареи LiDFOB также менее опасны при возгорании. Литий-ионные батареи, как известно, трудно потушить, поскольку пламя подпитывается их собственным внутренним химическим составом. Они могут гореть достаточно сильно, чтобы разделить воду на водород и кислород. Некоторые, возможно, помнят, что именно водород сделал «Гинденбург» таким взрывоопасным. (Прежде чем кто-нибудь начнет паниковать, электромобили не более подвержены возгоранию, чем автомобили с половиной бака бензина.) Однако батареи LiDFOB не подвержены такой опасности самосохраняющихся взрывных возгораний. Хотя они могут загореться в результате аварии, пожарным и спасателям будет гораздо легче справиться с возникающими пожарами.