Команда европейских исследователей из Центра имени Гельмгольца в Берлине и Университета Гумбольдта в Берлине разработала альтернативный алгоритм зарядки, который позволяет продлить срок службы литий-ионных батарей в два раза. Об этом сообщает Science Daily.
Литий-ионные аккумуляторы представляют собой компактные и надежные энергетические ячейки и используются повсеместно: от смартфонов до электромобилей. Однако их мощность со временем падает из-за деградации элементов и проникновения электролита через мембрану, разделяющую анод и катод. В лучших батареях подобного класса используются графитовые электроды из соединения NMC532 — они обеспечивают срок службы устройства до 8 лет.
Классическая зарядка для литий-ионных аккумуляторов использует прямой ток. Исследования показали, что его применение приводит к появлению большего количества трещин в электродах из NMC532 и снижает емкость батареи. Ученые предположили, что снизить негативное влияние можно с помощью импульсного тока и разработали новый алгоритм зарядки. Выяснилось, что в таком случае элементы претерпевают меньше негативных изменений, а емкость сокращается медленнее. В частности, импульсный ток способствует «однородному распределению» ионов лития. Это снижает механическое напряжение, препятствует растрескиванию частиц графита и подавляет структурную деградацию катода.
В публикации отмечается, что наилучшие результаты дает высокоточная импульсная зарядка прямоугольным током. Согласно предварительным испытаниям, применение нового алгоритма позволяет увеличить срок службы аккумулятора на 80% при сохранении емкости.