1753568559
2025-07-26 21:06:00
Чтобы получить лучшие батареи и более длительный срок службы для электромобилей, исследователи, поддерживаемые ЕС, разрабатывают технологию, которая позволяет аккумуляторам быстро обнаруживать повреждение и самостоятельно.
Батареи являются одним из самых больших препятствий для массового внедрения электромобилей. Но что, если бы не только это займет больше времени, но они будут самостоятельно?
Это видение, которое мотивирует таких исследователей, как Йоханнес Циглер и Лю Суфу, которые работают над его превращением в реальность.
Продажи электромобилей в Европе увеличились головокружительно, до 20% в феврале по сравнению с тем же месяцем 2024 года. Они необходимы для электрификации транспорта в ЕС и для сокращения выбросов углерода, которые наносят вред планете, но их дорога не без проблем.
Большинство электромобилей основаны на литий-ионных батареях, аналогичных батареи в наших телефонах, но больше и более сложны. Аккумулятор для электромобилей содержит десятки килограммов ценных металлов – литий, никель и медь – и должен длиться более десяти лет в соответствии с ожидаемым сроком службы электромобиля.
Чтобы решить эту проблему, команда исследователей встретилась в инициативе, финансируемой ЕС под названием Phoenix, чтобы разработать батареи, которые можно восстановить для себя. Цель команды состоит в том, чтобы продлить срок службы батарей, сделать их более безопасными и уменьшить потребность в новых металлах для батарей.
«Идея состоит в том, чтобы увеличить срок службы батареи и уменьшить отпечаток углерода, потому что он может быть самостоятельным, и, следовательно, требуется меньше ресурсов», -говорит Циглер, научный исследователь из Института силикаторов Фраунгофер в Германии.
В 2023 году ЕС определил 34 материала как критические, включая батареи, такие как литий, никель, медь и кобальт.
Проект Phoenix назван в честь мифической птицы, которая поднимается от их пепла – как можно более символ для перерождения и обновления, которые исследователи надеются достичь в технологии батареи.
Колят высока. Законодательство ЕС требует как Все новые автомобили и грузовики проданы после 2035 года генерировать нулевые выбросы. Цель, преследуемое – значительное сокращение выбросов парниковых газов в транспортном секторе.
Чтобы достичь этой цели, электромобили понадобятся лучшие батареи.
Датчики и триггеры
Любой держатель смартфона знает разочарование, вызванное батареями: через несколько лет их продолжительность жизни уменьшается. Та же самая проблема влияет на электромобили, но в более широком масштабе.
Причиной является деградация некоторых частей батареи после повторных зарядов и сбросов.
Ученые в Бельгии, Швейцарии, Германии, Италии и Испании сотрудничают в проектировании датчиков для обнаружения изменений от литий-ионной батареи со старением и вызвать самооценку аккумулятора.
Цель состоит в том, чтобы удвоить жизнь батарей и, как расширение, срок службы электромобилей.
В настоящее время системы управления аккумуляторами (BMS) – «мозг» батареи – контролируйте натяжение и температуру батареи, чтобы гарантировать, что он не перегревается и не вызывает проблемы безопасности.
«В настоящее время то, что отражает датчики, очень ограничено, в целом, температурой, натяжением и током. Помимо предоставления оценки оставшейся доступности энергии, она также обеспечивает безопасность», – говорит сотрудник Ива, инженер в швейцарском центре электроники и микротехнологии (CSEM), инновационного центра, который разрабатывает разрушительные технологии. Сотрудник руководит исследованиями BMS.
Команда Phoenix стремится пойти дальше, внедрив передовые датчики и триггеры. Некоторые из них будут обнаружить, когда аккумулятор расширяется, другие будут генерировать тепловую карту, а другие будут контролировать опасные газы, такие как водород и окись углерода.
Все эти датчики предоставят систему раннего предупреждения о здоровье батареи.
Когда система управления аккумуляторами решает, что требуется ремонт, реставрация активируется. Это может означать, например, нажатие батареи для возвращения в исходное состояние или целевое применение тепла, чтобы вызвать самостоятельные механизмы.
«Идея состоит в том, что при термической обработке некоторые уникальные химические связи вернутся в предыдущее состояние», – говорит SUF, химик в области батарей в CSEM и который также работает над проектом Phoenix.
Другой подход для самооценки использует магнитные поля для разделения дендритов – разветвленных металлических конструкций, которые образуются на электродах аккумулятора во время зарядки и которые могут вызвать короткие цепи и сбои.
Размер имеет значение
Исследователи Феникса также стремятся увеличить автономию электромобилей и уменьшить размер батарей.
«Мы пытаемся разработать батареи будущего поколения с более высокой плотностью энергии», – говорит Суф. Таким образом, электромобиль потребует меньшей батареи, которая облегчит его и позволит ему пройти более длительное расстояние с одним зарядом.
Стратегия – это замена графит, Материал, используемый карандашами, с кремнием, который находится где -то между металлами и неметаллами.
Согласно SUFU, кремний не широко используется в текущих коммерческих батареях, отчасти потому, что он менее стабилен, а его объем может быть расширен до 300% во время зарядки и сброса. С кремнием внутри батарея должна быть в состоянии пережить эти радикальные изменения или самостоятельно.
В марте 2025 года была разработана новая партия прототипов датчиков и триггеров, которая была доставлена партнерам для тестирования батареи «сумки» с легкими, легкими литийными батареями.
Однако, хотя зарядка батареи датчиками отлично подходит для получения информации о состоянии его здоровья, стоимость увеличивается. Поэтому команда фокусируется на выявлении технологий, которые предлагают достаточные преимущества для оправдания стоимости электромобилей.
Каким бы ни был распространенный подход, это будет способствовать увеличению жизни и автономии электромобилей, с более безопасными, более компактными и менее ресурсными батареями.
Кроме того, расширение срока службы батарей уменьшит углеродный след электромобилей, предлагая преимущества как для потребителей, так и для окружающей среды.
«Продление срока службы батарей и работы на электромобилях очаровывает», – говорит Зиглер. «Все это включает в себя встречу элементов в целом».
Статья, написанная Энтони Кинг
Исследования, упомянутые в этой статье, были профинансированы в рамках программы ЕС Horizon. Мнения опрошенных лиц не обязательно отражают мнения Европейской комиссии.
Этот пункт был первоначально опубликован в ГоризонтEU Research and Innovation Magazine.
Больше информации
#Батареи #которые #ремонтируются #электромобили #получают #новую #сверхдержаву
Читайте также
