Аккумулятор прослужит на 50% дольше: найден неожиданный способ продления срока службы литий-ионных батарей

Первая зарядка таких аккумуляторов имеет огромное значение, именно она определяет, как долго батарея прослужит, то есть сколько циклов подзарядки и разрядки пройдет до момента выхода из строя.

Сейчас цикл первой зарядки литий-ионных батарей, который проводится прямо на производстве, длится 10 часов, при этом используются токи слабой интенсивности. Новый метод, предложенный специалистами из Стэнфордского университета (США), статья которых опубликована в журнале Joule, позволяет, за счет применения токов высокой интенсивности, сократить время первой зарядки до 20 минут и продлить срок службы аккумуляторов на 50%.

Дело в том, что ключевое значение для продолжительности работы батареи имеет вязкий слой, образующийся во время первого цикла зарядки на поверхности отрицательно заряженного электрода. Этот слой, называющийся SEI, защищает отрицательный электрод от побочных химических реакций, из-за которых аккумулятор быстрее деградирует. Чем устойчивее SEI, тем дольше живет батарея.

Считалось, что первая зарядка слабыми токами создает наиболее прочный SEI. Однако в этом случае процесс получается очень долгим и дорогостоящим. Чтобы его ускорить, удешевить и при этом сохранить эффективность, исследователи с помощью искусственного интеллекта определили, какое сочетание различных факторов позволяет получить оптимальный результат — быстро зарядить аккумулятор и при этом сформировать устойчивый SEI.

Оказалось, что именно такой эффект дает зарядка сильными токами, на которую уходит всего 20 минут. Эксперименты подтвердили, что в этом случае срок службы аккумулятора возрастает на 50%.