Эффективный метод заряда литий-ионного аккумулятора

По сообщению Technology Review двое ученых из Университета штата Миссисипи и Университета штата Флорида экспериментально доказали, что при использовании осциллирующего электрического поля длительность процесса заряда аккумулятора значительно сокращается.

Эти выводы основываются на результатах моделирования по методу молекулярной динамики (кстати, на этом же принципе основана и лазерная эпиляция, широко применяемая в медицине). В смоделированной системе анод составлен из четырех графитовых слоев по 160 атомов углерода в каждом. В качестве электролита представлены 87 молекул этиленкарбоната и 69 молекул пропиленкарбоната. В электролите находились десять ионов лития Li+ и два иона гексафторфосфата PF6-.

После того, как виртуальное поле было включено, авторы стали наблюдать за процессом прохождения внедрения ионов лития в кристаллическую решетку материала анода при заряде (этот процесс называется интеркаляция). В результате выяснилось, что включение дополнительного осциллирующего поля с зафиксированной частотой на уровне 25 ГГц, которое было перпендикулярно приложено графитовым слоям, продолжительность этого процесса резко снизилась. При этом исследователи обнаружили опредленную экспоненциальную зависимость между длительностью интеркаляции и амплитудой поля. Также дополнительное поле ускорило распространение в электролите ионов лития. Хотя, исследователи отметили, что в общее сокращение времени заряда вклад этого эффекта не так уж велик.

В самое ближайшее будущее планы ученых направлены на моделирование влияния на систему полей с различными частотами, отличными от 25 ГГц. Кроме того, результаты моделирования нужно сравнить с данными экспериментов.