Rewolucja z Michigan: baterie EV ładują się 5 razy szybciej w mrozie
Naukowcy z Uniwersytetu Michigan opracowali nowy proces produkcji baterii do pojazdów elektrycznych. Dzięki temu możliwe jest pięciokrotnie szybsze ładowanie w temperaturach poniżej zera, bez utraty pojemności energetycznej. Nowe rozwiązanie nie wymaga zmian w liniach produkcyjnych i może być wdrożone przez obecnych producentów.
Problemy z ładowaniem w niskich temperaturach
Obecnie stosowane baterie litowo-jonowe tracą wydajność podczas ładowania w niskich temperaturach. Dzieje się tak, ponieważ przepływ jonów litu między elektrodami przez ciekły elektrolit ulega spowolnieniu. Skutkuje to nie tylko wolniejszym ładowaniem, ale również mniejszą mocą baterii.
Producenci pojazdów elektrycznych próbowali rozwiązać ten problem, zwiększając grubość elektrod w ogniwach. Choć zwiększa to zasięg pojazdów, ogranicza dostępność litu w głębi elektrody, przez co proces ładowania staje się jeszcze wolniejszy.
Nowatorskie podejście zespołu z Michigan
Zespół naukowców pod kierunkiem Neila Dasgupty z Uniwersytetu Michigan zaprojektował proces produkcji baterii, który eliminuje dotychczasowe ograniczenia. Jak wyjaśnia Dasgupta:
Po raz pierwszy pokazaliśmy sposób, w jaki można jednocześnie osiągnąć ekstremalnie szybkie ładowanie w niskich temperaturach, bez poświęcania gęstości energii baterii litowo-jonowej.
Nowa technologia pozwala ładować baterie nawet 500% szybciej w temperaturze -10°C (14°F). Kluczowe znaczenie mają dwie modyfikacje: strukturalna i chemiczna.
Wcześniej zespół Dasgupty opracował metodę wiercenia tuneli o szerokości 40 mikrometrów w anodzie. Robiono to za pomocą laserów, które przebijały się przez grafit. Takie kanały umożliwiają szybki dostęp jonów litu do głębszych warstw elektrody. Przyspieszyło to ładowanie w temperaturze pokojowej, ale nie rozwiązywało problemów przy mrozie.
Kolejnym krokiem było zapobieżenie tworzeniu się warstwy chemicznej na powierzchni elektrody, która w niskiej temperaturze utrudnia przepływ litu i powoduje odkładanie się metalu na anodzie. Jak tłumaczy Manoj Jangid, współautor badania:
To osadzanie się metalu uniemożliwia naładowanie całej elektrody, ponownie zmniejszając pojemność energetyczną baterii.
Aby temu zapobiec, naukowcy pokryli elektrodę cienką, bo zaledwie 20-nanometrową warstwą szklistego materiału złożonego z boranu i węglanu litu. Takie rozwiązanie zapobiegło tworzeniu się niepożądanej warstwy oraz znacząco przyspieszyło ładowanie w zimnie.
Zobacz również: Innowacje energetyczne zwalniają: miliardy na badania i rozwój są zagrożone
Imponujące wyniki testów
Baterie testowe, w których zastosowano zarówno kanały, jak i powłokę ochronną, zachowały 97% pojemności po 100 cyklach szybkiego ładowania w temperaturach poniżej zera. Takie osiągi otwierają nowe możliwości dla pojazdów elektrycznych w chłodniejszych rejonach świata.
Komercjalizacja i dalsze prace
Proces nie wymaga zmian w istniejących fabrykach, co – zdaniem autorów – ułatwi wdrożenie technologii na szeroką skalę. Rozwój przemysłowej wersji procesu wspiera Michigan Economic Development Corporation, poprzez program MTRAC Advanced Transportation Innovation Hub.
Technologią zainteresowała się firma Arbor Battery Innovations, która posiada licencję na jej komercjalizację. Uniwersytet Michigan i Neil Dasgupta mają w niej udziały finansowe.
Urządzenia opracowano w U-M Battery Lab, a badania materiałowe prowadzono w Michigan Center for Materials Characterization. Wniosek patentowy został już złożony.
Zobacz również: Ogrzewanie i chłodzenie nadwyżkami z fotowoltaiki. Nowe badania z Australii
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Polska i USA wzmacniają współpracę w sektorze surowców krytycznych
Polska nawiązała strategiczne partnerstwo ze Stanami Zjednoczonymi dotyczące surowców krytycznych. Spotkanie w Warszawie zgromadziło przedstawicieli administracji i biznesu obu krajów, by omówić konkretne projekty i perspektywy rozwoju branży.
Budżet III naboru programu Energia dla wsi wyczerpany – 400 mln zł rozdysponowane
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej poinformował o wyczerpaniu budżetu 400 mln zł w ramach III naboru programu Energia dla wsi. Dalsze wnioski będą rozpatrywane tylko w przypadku zwiększenia alokacji środków.
1 mld zł na wsparcie zakupu przydomowych magazynów energii – nowy program NFOŚiGW
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej uruchamia program o budżecie 1 mld zł, umożliwiający prosumentom uzyskanie do 19 tys. zł dofinansowania na magazyny energii i ciepła. Nabór wniosków rusza 20 października 2026 r.
Eaton rozbudowuje zakład w Austrii – nowe moce produkcyjne dla europejskiego rynku energii
Eaton zakończył rozbudowę zakładu produkcyjnego w Schrems w Austrii, zwiększając regionalne moce w zakresie rozwiązań ochrony elektrycznej i zarządzania energią. Nowa inwestycja odpowiada na rosnący popyt związany z elektryfikacją i cyfryzacją w Europie.
Fundusze Norweskie wesprą zieloną transformację Polski: rusza program Zielona Transformacja
Polska otrzyma niemal 190 mln euro na działania związane z adaptacją do zmian klimatu, rozwój OZE, ochronę przyrody i gospodarkę o obiegu zamkniętym. Program Zielona Transformacja, finansowany ze środków Mechanizmu Finansowego EOG, właśnie wystartował.
Infineon otwiera nowy zakład produkcyjny półprzewodników w Tajlandii – wzmocnienie globalnej sieci
Infineon Technologies AG uruchomił nowy zakład backendowy w Bangkoku, wzmacniając pozycję Tajlandii w globalnym łańcuchu dostaw półprzewodników. Inwestycja ma stworzyć do 1000 miejsc pracy i wesprzeć rozwój ekosystemu technologicznego regionu.
Komentarze