Das MIT hat erfolgreich eine Lithium-Ionen-Batterie zum schnellen Aufladen von Autos entwickelt

Forscher am Massachusetts Institute of Technology haben eine Oberflächenbehandlungstechnologie zum Aufladen von Materialien entwickelt, die mithilfe neuer Technologien Lithium-Ionen-Batterien in Sekunden auflädt.

Ein lithium-akku benötigt normalerweise 6 Minuten oder länger, um den Ladevorgang abzuschließen. Herkömmliche Lithiumeisenphosphatmaterialien können jedoch die Batterieladegeschwindigkeit nach der Oberflächenbehandlung um das 36-fache (nur 10 Sekunden) erhöhen, um nanoskalige Rillen zu bilden.

Die Lithiumbatterie, die diese Technologie verwendet, hat auch eine hohe Entladegeschwindigkeit, so dass sie zur Beschleunigung von Hybridautos verwendet werden kann, so dass die Geschwindigkeit von Hybridautos Autos mit Benzinmotoren einholen kann.

Das MIT hat die Technologie patentiert und an zwei Unternehmen lizenziert. MIT-Forscher sagten, da die neue Technologie eine Verbesserung gegenüber vorhandenen Lithium-Ionen-Batterien darstellt und keine neuen Materialien erfordert, werden kommerzielle Produkte in zwei Jahren auf den Markt gebracht.

Byoungwoo Kang, ein Doktorand unter der Leitung von Professor GerbrandCeder, sagte, dass "durch die Behandlung der Oberfläche von Lithiumeisenphosphatmaterial Lithiumionen schnell in den Kanal gelangen und schnell zum Terminal übertragen werden können".

Als Ceder vor einigen Jahren einen Computer verwendete, um die in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Materialien zu simulieren, stellte er fest, dass Lithium-Ionen schneller übertragen werden sollten als bisher angenommen. Nach weiteren Simulationsstudien wurde festgestellt, dass aufgrund der begrenzten Anzahl von Kanälen auf der Oberfläche von Lithiumeisenphosphatmaterial, die Lithiumionen in das Innere des Schüttguts senden können, die Übertragungsgeschwindigkeit von Lithiumionen während des Ladens begrenzt ist.

Durch jahrelange Erfahrung fanden Kang und Ceder heraus, dass die Oberflächenbehandlung von Lithiumeisenphosphatmaterialien zur Erzeugung mehrerer Rillen in Intervallen von nur 5 Nanometern die Geschwindigkeit von Lithiumionen um das 36-fache erhöhen kann.

"Durch die Einführung dieser Technologie wird das Laden von Batterien nicht mehr durch die Geschwindigkeit von Lithiumionen begrenzt. Dies bedeutet, dass spätere lithiumbatterien nicht nur schneller geladen, sondern auch schneller entladen werden können."

Lithium-Ionen-Batterien für Mobiltelefone und andere kleine Geräte, die diese Technologie verwenden, könnten in Sekunden aufgeladen werden, sagten die Forscher. Für die aufstrebende Elektroautoindustrie bedeutet dies, dass Elektroautos auf die gleiche Geschwindigkeit wie Gasautos beschleunigen können.

Die Anwendung der Ladetechnologie auf vorhandene Lithiumbatteriesubstrate und die Einführung des Produkts dauert zwei Jahre. In dieser Zeit können Ladegeräte für Elektroautos neu gestaltet werden, um die schnelle Energieübertragung zu ermöglichen. Bei Elektrofahrzeugen wird die Ladegeschwindigkeit von Autobatterien zu Hause nicht nur durch die Batterie selbst, sondern auch durch die Stromsituation im Haus des Eigentümers begrenzt.

Bisherige Tests haben gezeigt, dass Lithiumeisenphosphat nach einer Nanometer-Oberflächenbehandlung genauso haltbar ist wie Schüttgut, was ein wiederholtes Laden und Entladen ermöglicht, ohne den Ladungseffekt aufgrund von Alterung zu beeinträchtigen.

Die Forschungsgelder des MIT stammen von der National Science Foundation, dem Center for Materials Research Science and Engineering und dem fortschrittlichen Transportbatterieprogramm des US-Energieministeriums.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.