Литий-ионный аккумулятор будет специально перегреваться, чтобы работать на холоде

Известная проблема практически всех литий-ионных аккумулятором – это их перегрев при неправильной эксплуатации и последующее возможное возгорание или даже взрыв. Однако и слишком низкие температуры плохо влияют на эти аккумуляторы. Вот именно проблемой низких температур и занялись исследователи из Университета штата Пенсильвания.

Ученые создали литий-ионный аккумулятор, который способен сам себя согревать, если «за бортом» минусовая температура. Причем нагрев осуществляется не за счет какого-то внешнего нагревателя, установленного рядом с батареей, а за счет процессов в самом аккумуляторе.

Ранее, еще в 2010 году компания Ford представила систему автоматического поддержания температуры аккумулятора, которая использовалась в электрических транспортных средствах, производимых компанией. В частности в электрокаре Ford Focus. Но она настолько сложна, что нет возможности интегрировать ее в корпус небольшой батареи.

Ученые из Университета Пенсильвании пошли немного другим путем. Они видоизменили конструкцию самого аккумулятора, добавив фольгу из никеля к отрицательному электроду, а также поместив внутрь управляемый датчик температуры.

Если батарея начинает «замерзать», датчик температуры направляет часть электрического тока через фольгу. А как мы знаем при прохождении тока через проводник (никель) последний начинает разогреваться, так как имеет электрическое сопротивление отличное от нуля. Когда батарея разогреется до необходимой температуры, датчик отключает цепь нагрева, направляя ток напрямую к подключенному потребителю.

Тестовые испытания показали, что таким способом нагреть аккумулятор при -20 °C до нормальной рабочей температуры (выше 0 °C) можно всего за 20 секунд. При этом расходуется лишь около 5 % полезного электрического заряда, что вполне приемлемо, если учесть катастрофическое падение емкости таких аккумуляторов при низких температурах.

Что касается конструктивных особенностей, то новая батарея стала лишь на 1,5 % тяжелее и всего на 0,04 % больше в размерах.

Источник информации: Университет штата Пенсильвания (http://news.psu.edu/)