Созданы литий-ионные аккумуляторы с подогревом

Согласно тексту опубликованного на страницах западного научного издания Nature доклада, ученым удалось создать литий-ионные аккумуляторные батареи, способные самостоятельно «подогреваться». Функция подогрева обеспечивает ликвидацию потерь емкости, которую провоцируют низкие температуры. При снижении температуры окружающего воздуха ниже значения 0’C внутри структуры аккумулятора начинается процесс деградации, приводящий к утечкам мощности. Решение ключевой задачи позволит интенсифицировать развитие сразу нескольких отраслей, применяющих двигательные установки на электрической тяге.

По словам профессора химического машиностроения и материаловедения в инженерии Чао-Ян-Вана, возглавляющего создавшую литий-ионные аккумуляторы с подогревом группу исследователей, сфера применения новой разработки простирается далеко за «пределы» мобильных устройств — смартфонов и планшетов. Владельцы носимой электроники менее всего подвержены отрицательным последствиям использования техники в условиях низких температур, а вот сегменты промышленности, задействованные в производстве беспилотных летательных аппаратов, роботизированных систем и космической техники, крайне нуждаются в новых «самоподогревающихся» аккумуляторах. За счет применения дешевых материалов и продуманной до мелочей компоновки себестоимость производства новых батарей увеличилась всего на 0,04%, при этом масса накопителей электроэнергии выросла на 1,5%.

В качестве резистивного нагревательного элемента, повышающего температуру «внутренностей» аккумуляторной батареи с подогревом, используется никель. Тонкая никелевая фольга толщиной 50 микрометров окутывает аккумулятор изнутри, будучи подключенной к отрицательной клемме. Установленный внутри датчик температуры провоцирует замыкание цепи с помощью коммутатора, и заставляет электроны течь через никелевую фольгу. Последняя моментально нагревается до высоких температур, разогревая аккумулятор до запрограммированных 0’C. По информации разработчиков, на разогрев батареи с -20’C до 0’C уходит всего 30 секунд, при этом объем затрачиваемой энергии укладывается в пределах 3,8% емкости. Выдерживание температурного режима при -30’C окружающего воздуха требует чуть больших затрат электроэнергии — на поддержание нужной температуры затрачивается до 5,5% мощности ячеек.

Для сравнения — эксплуатация литий-ионных аккумуляторов в низкотемпературном режиме приводит к потере мощности до 40-50%, что серьезно сужает спектр применения устройств, использующих электроэнергию для работы двигателя.