Благодаря своей распространенности и преимуществам над кобальтом никель привлекает все больше внимания, пишет 24 Канал со ссылкой на Interesting Engineering.
Смотрите также Как с помощью воды генерировать бесплатное электричество: ученые поразили открытием
Результаты исследования имеют далеко идущие последствия для технологии электромобилей
Благодаря повышенной плотности энергии никеля транспортные средства могут проехать большее расстояние на одном заряде, что привлекает как производителей, так и потребителей.
Однако из-за своей репутации нестабильного материала никель вызывает вопросы по безопасности, термостойкости и продолжительности цикла.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи из Техасского университета в Остине начали тщательное исследование, сосредоточившись на катодах на основе никеля, необходимых для работы батареи.
Арумугам Мантирам, профессор Техасского института материалов, заявил, что "катоды с высоким содержанием никеля имеют потенциал для революции на рынке электромобилей, обеспечивая больший запас хода".
Автомобиль Tesla / Фото 24 Канала
Наше исследование содержит тщательный анализ их термической стабильности, что имеет важное значение для разработки более безопасных батарей,
– подчеркнул профессор.
Исследовательская группа провела масштабную оценку, осуществив более 500 измерений для 15 высоконикелевых катодных материалов.
Кстати. Китайские исследователи разработали метод для восстановления литий-ионных аккумуляторов, что увеличивает их срок службы до 12 000 – 60 000 циклов.
Ключевым открытием их исследования стало выявление критического уровня заряда для каждого материала катода, который создает безопасную рабочую границу. Этот порог зависит от нескольких переменных, таких как поверхностная реактивность и прочность металло-кислородных связей.
Материалы аккумуляторов демонстрируют нестабильность, когда они приближаются к этому критическому уровню заряда.
Если не контролировать эту нестабильность, она может привести к тепловому разряду – опасной ситуации, когда батарея нагревается еще больше, поскольку рост температуры приводит к высвобождению энергии.
Из-за этого явления производители и потребители все больше озабочены вопросами безопасности, что резко повышает риск выхода аккумулятора из строя и возгорания.
В США разработали новые аккумуляторы для электрокаров / Фото pixabay
Исследователи создали рейтинг термостойкости, чтобы уменьшить эту опасность. Этот индекс измеряет поведение нескольких материалов в ситуациях, близких к тепловому накалу.
Состав, размер кристаллов, концентрация никеля и поверхностная химия катодов являются важными переменными, влияющими на их термостойкость.
Как пишет Interesting Engineering, этот вывод имеет далеко идущие последствия для технологии электромобилей.
Развитие новых технологий в области аккумуляторов играет ключевую роль в переходе к более экологичным источникам энергии. Исследование предоставляет отрасли подробную дорожную карту, что помогает достичь баланса между высокой плотностью энергии и безопасностью. Это открытие может стать важным шагом на пути к массовому распространению электромобилей, обеспечивая их надежность и эффективность.