С помощта на един съвсем нов материал литиево-йонната батерия се зарежда до 70% само за 45 секунди
Екип от китайски учени създаде бистър материал въз основата на ниобиево-волфрамов оксид (NbWO), който усилва подвижността на йоните. Откритието им се основава на непредвиден феномен: материалът работи по-добре, когато атомната му конструкция динамично се приспособява към другите скорости на зареждане. Батерията, направена от новия материал, доближава 68,5% от теоретичния си потенциал за 45 секунди зареждане, до момента в който прототипът резервира 77% от първичния си потенциал след 500 цикъла на бързо зареждане. Очаква се нововъведението да бъде потребно на всички места, където литиево-йонната батерия би трябвало да се зареди единствено за една минута.
Използвайки електронни микроскопи, екипът открива, че кристалната конструкция на NbWO реагира по друг метод на скоростта на зареждане. По време на бавното зареждане литиевите йони образуват прецизни модели, които провокират структурни изкривявания. При високи скорости обаче йоните се разпределят по-хаотично в материала. Този хаос понижава изкривяването на решетката и усилва подвижността на литиевите йони, което разрешава по-бързо зареждане.
За да усъвършенстват работата на материала, откривателите дефинираха главното му ограничаване: литиевите йони избират да навлизат през избрани фасети на кристалната конструкция. Използвайки машинно образование, с цел да проучват близо 84 000 евентуални материала, те избират сведен графенов оксид като лекомислен пласт, който да насочва литиевите йони към тези желани точки на влизане, оповестява Nanowerk.
Тестовете демонстрират, че модифицираният материал (rGO/Nb₁₆W₅O₅₅₅) се зарежда при 80°C, като за 45 секунди доближава 116 милиамперчаса на грам – т.е. 68,5% от теоретичния си потенциал. Комерсиалните литиево-йонни акумулатори нормално се зареждат в режими при 1 °C и 2 °C, 30-60 минути преди да се заредят изцяло.
По време на тестванията първообраз на батерия, направена от усъвършенствания материал, резервира 77% от първичния си потенциал след 500 цикъла на бързо зареждане. Той показва висока енергийна компактност: до 406 W*h/kg при по-ниски условия за мощността и 186 W*h/kg при висока мощ.
Учените към момента би трябвало да преодолеят обилни механически провокации, преди материалът да бъде пуснат на пазара. Предимствата на материала понижават, когато дебелината на електрода дава отговор на спецификациите на комерсиалните акумулатори. Освен това актуалните електролити и други съставни елементи на батериите мъчно поддържат такива високи скорости на зареждане.
