توسعه یک الگوریتم شارژ جدید که عمر مفید باتری ها را دو برابر می کند

تیمی از محققان روش جدیدی برای شارژ باتری های لیتیوم یونی کشف کرده اند عمر باتری افزایش قابل توجه این روش جدید که به “شارژ جریان پالسی” معروف است، می تواند مدت زمانی را که باتری شما طول می کشد تا به سلامت 80 برسد افزایش دهد. دو برابر بیشتر کم کن

باتری‌های لیتیوم یونی دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی فشرده و قدرتمندی هستند که در بسیاری از دستگاه‌ها یافت می‌شوند – از خودروهای الکتریکی گرفته تا دستگاه‌های الکترونیکی. اما ظرفیت آن با عبور الکترولیت ها از غشایی که آند و کاتد را جدا می کند کاهش می یابد. بهترین باتری های لیتیوم یونی تجاری از الکترودهای ساخته شده از ترکیبی به نام NMC532 و گرافیت استفاده می کنند و عمر مفید آن تا 8 سال است.

عمر باتری را با الگوریتم شارژ جدید افزایش دهید

شارژ معمولی از توان الکتریکی جریان ثابت (CC) استفاده می کند. در مطالعه خود، محققان آنچه را که برای باتری‌ها هنگام استفاده از CC اتفاق می‌افتد، تجزیه و تحلیل کردند و گفتند که رابط آند-الکترولیت جامد (SEI) «به‌طور قابل‌توجهی ضخیم‌تر است». علاوه بر این، آنها ترک های بیشتری در ساختار NMC532 و الکترود گرافیتی پیدا کردند.

ضخامت بیشتر SEI و ترک های بیشتر در الکترودها به معنای کاهش قابل توجه ظرفیت باتری است. بنابراین، محققان یک پروتکل شارژ مبتنی بر جریان پالسی (PC) ایجاد کردند. پس از شارژ باتری ها با این پروتکل جدید، آنها دریافتند که رابط SEI بسیار نازک تر است و مواد الکترود تغییرات ساختاری کمتری را تجربه می کند. آنها همچنین دریافتند که بار PC باعث “توزیع همگن” یون‌های لیتیوم در گرافیت می‌شود که منجر به کاهش تنش مکانیکی و ترک خوردگی ذرات می‌شود. این پروتکل همچنین می تواند از تخریب ساختاری کاتد NMC532 جلوگیری کند.

آزمایش‌های دانشمندان نشان می‌دهد که یک پروتکل شارژ رایانه شخصی می‌تواند عمر باتری‌های لیتیوم یون تجاری را دو برابر کند و در عین حال ۸۰ درصد ظرفیت را حفظ کند. دکتر جولیا کووال، استاد دانشگاه برلین و یکی از نویسندگان این مطالعه که در مجله Advanced Energy Materials منتشر شده است، می گوید:

شارژ پالسی می تواند مزایای زیادی از نظر پایداری مواد و رابط های الکترود داشته باشد و عمر باتری ها را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.