Заряддалуучу батареялардын узак өмүрүнүн сыры айырмачылыктын кучагында болушу мүмкүн.Пакеттеги литий-иондук клеткалардын деградациясынын жаңы модели ар бир клетканын сыйымдуулугуна жараша заряддоонун жолун көрсөтөт, андыктан EV батарейкалары көбүрөөк заряддоо циклдерин башкарып, иштен чыгуунун алдын алат.

5-ноябрда жарыяланган изилдөөControl Systems Technology боюнча IEEE транзакциялары, зарядды бир калыпта жеткирүүнүн ордуна, таңгактагы ар бир клеткага агып жаткан электр тогунун көлөмүн кантип активдүү башкаруу, эскирүүнү жана эскирүүнү минималдаштырууга болорун көрсөтөт.Бул ыкма ар бир клетканын эң мыкты жана эң узак өмүр сүрүшүнө эффективдүү мүмкүндүк берет.

Стэнфорд университетинин профессору жана изилдөөнүн улук автору Симона Оноринин айтымында, алгачкы симуляциялар жаңы технология менен башкарылган батарейкалар бат-баттан кубатталып турса да, кеминде 20% көбүрөөк заряддын разрядын көтөрө аларын көрсөтүп турат, бул батареяга кошумча күч келтирет.

Электр унаасынын аккумуляторунун иштөө мөөнөтүн узартуу боюнча буга чейинки аракеттердин көбү чынжырдагы шилтемелер сыяктуу эле, аккумулятордун пакети анын эң алсыз клеткасындай эле жакшы деген негизге таянып, жалгыз клеткалардын дизайнын, материалдарын жана өндүрүшүн жакшыртууга багытталган.Жаңы изилдөө алсыз шилтемелер сөзсүз болушу мүмкүн экенин түшүнүү менен башталат - өндүрүштүн кемчиликтеринен жана кээ бир клеткалар жылуулук сыяктуу стресске кабылгандыктан, башкаларга караганда тезирээк бузулат - алар бүт пакетти түшүрүүнүн кереги жок.Негизгиси, кубаттоо ставкаларын ар бир клетканын уникалдуу сыйымдуулугуна ылайыкташтыруу болуп саналат.

Стэнфорд Доеррдеги энергетика илиминин ассистенти Онори: "Эгер туура чечилбесе, клеткадан клеткага гетерогендүүлүк батареянын узактыгын, ден соолугун жана коопсуздугун бузуп, батареянын эрте иштешине алып келиши мүмкүн" деди. Туруктуулуктун мектеби."Биздин ыкма таңгактагы ар бир клеткадагы энергияны теңдештирип, бардык клеткаларды тең салмактуу түрдө акыркы максаттуу заряд абалына жеткирет жана таңгактын узактыгын жакшыртат."

миллион миль батареяны курууга шыктанган

Жаңы изилдөөгө түрткү болгон бир бөлүгү 2020-жылы Tesla электр унаа компаниясынын "миллион мильдик аккумулятордун" үстүндө иштөөсү жөнүндө жарыясына байланыштуу.Бул эски телефондогу же ноутбуктагы литий-иондук батарейка сыяктуу, EV батареясы иштөө үчүн өтө аз зарядды кармап турган чекке жеткенге чейин 1 миллион миль же андан ашык (кадимки кубаттоо менен) унааны кубаттай ала турган аккумулятор болмок. .

Мындай аккумулятор сегиз жыл же 100 000 миль электр унаасынын аккумуляторлору үчүн автоөндүрүүчүлөрдүн типтүү кепилдиктеринен ашат.Батарея топтомдору дайыма кепилдиктен ашып кетсе да, кымбат баалуу батареяларды алмаштыруу сейрек болсо, электр унааларына керектөөчүлөрдүн ишеними бекемделмек.Миңдеген кайра заряддоолордон кийин дагы деле зарядды кармай турган аккумулятор алыскы жүк ташуучу унааларды электрлештирүү жолун жеңилдете алат жана EV батареялары кайра жаралуучу энергияны сактап жана жөнөтө турган унаадан электр тармагына деп аталган системаларды кабыл алат. электр тармагы.

"Кийинчерээк миллион миль батарейка концепциясы чындыгында жаңы химия эмес, батареяны толук кубаттоо диапазонун колдонбостон иштетүүнүн бир жолу экени түшүндүрүлдү" деди Онори.Тиешелүү изилдөөлөр бир литий-иондук клеткаларга багытталган, алар жалпысынан толук батарейка топтомдору сыяктуу эле тездик менен зарядды жоготпойт.

Кызыккан Онори жана анын лабораториясынын эки изилдөөчүсү – постдокторант Вахид Азими жана докторант Анирудх Аллам – учурдагы батареянын түрлөрүн ойлоп табуучулук менен башкаруу кантип жүздөгөн же миңдеген клеткаларды камтышы мүмкүн болгон толук батареянын иштөө мөөнөтүн жакшыртаарын изилдөөнү чечишти. .

Жогорку тактыктагы батарея модели

Биринчи кадам катары, изилдөөчүлөр батареянын иштөө мөөнөтү учурунда анын ичинде болуп жаткан физикалык жана химиялык өзгөрүүлөрдү так чагылдырган батареянын жүрүм-турумунун жогорку тактыктагы компьютердик моделин түзүштү.Бул өзгөрүүлөрдүн айрымдары бир нече секунданын же мүнөттүн ичинде пайда болот, башкалары айлар, атүгүл жылдар бою.

Стэнфорддун энергетикалык контролдоо лабораториясынын директору Онори: "Биздин маалыматыбыз боюнча, буга чейинки эч бир изилдөөдө биз жараткан жогорку тактыктагы, көп убакытка созулган батарея модели колдонулган эмес" деди.

Модель менен иштеп жаткан симуляциялар заманбап батарейканын пакетин анын курамдык клеткаларынын ортосундагы айырмачылыктарды эске алуу менен оптималдаштырып жана башкарса болот деп сунуштады.Онори жана кесиптештери жакынкы жылдарда аккумуляторду башкаруу тутумдарын иштеп чыгуу үчүн колдонула турган моделин болжолдойт, аны унаанын учурдагы конструкцияларында оңой колдонууга болот.

Бул жөн эле электр унаалар эмес, пайда алып келет."Батарея пакетине көп басым жасаган" дээрлик бардык тиркемелер жаңы натыйжалар менен жакшыраак башкаруу үчүн жакшы талапкер болушу мүмкүн, деди Онори.Бир мисал?Кээде eVTOL деп аталган электрдик вертикалдуу учуп-конуучу дрон сымал учактар, аны кээ бир ишкерлер аба таксиси катары иштеп, кийинки он жылда башка шаардык аба мобилдүүлүгүн камсыздайт деп күтүшөт.Ошентсе да, кайра заряддалуучу литий-иондук батарейкалар үчүн башка тиркемелер, анын ичинде жалпы авиация жана кайра жаралуучу энергиянын масштабдуу сакталышы талап кылынат.

"Литий-иондук батарейкалар дүйнөнү көптөгөн жолдор менен өзгөрттү" деди Онори."Биз бул трансформациялоочу технологиядан жана анын кийинки мураскерлеринен мүмкүн болушунча көп алышыбыз маанилүү."