Ssylka

Как нано-пружины решают главную проблему аккумуляторов электромобилей?

Исследователи из Южной Кореи разработали революционную технологию покрытия для батарей электромобилей, которая может значительно увеличить их срок службы и энергетическую плотность. Новая технология, основанная на принципе «нано-пружин», решает фундаментальную проблему деградации батарей, которая преследует современные электромобили.
Как нано-пружины решают главную проблему аккумуляторов электромобилей?
Изображение носит иллюстративный характер

Основная проблема современных аккумуляторов заключается в их постепенной деградации во время циклов зарядки и разрядки. При каждом цикле активные материалы положительного электрода расширяются и сжимаются, что приводит к образованию микроскопических трещин. Со временем эти трещины накапливаются, вызывая значительное снижение производительности батареи. Существующие решения, такие как укрепление материалов катода или добавление легирующих добавок, не устраняют основную причину проблемы.

Исследовательская группа под руководством профессора Кю-Янг Парка из Института технологии черных и экологических материалов и кафедры материаловедения и инженерии POSTECH предложила принципиально новый подход. Их инновация, опубликованная в журнале ACS Nano, представляет собой покрытие из многостенных углеродных нанотрубок (MWCNT), которое наносится на материалы электродов батареи.

Уникальность этого покрытия заключается в его функции «нано-пружины», которая поглощает энергию деформации при расширении и сжатии электрода. Это предотвращает образование трещин и минимизирует изменения толщины электрода во время циклов зарядки и разрядки. Что особенно важно, для достижения этого эффекта требуется всего 0,5% проводящего материала по весу.

Результаты испытаний новой технологии впечатляют. Батареи с нано-пружинным покрытием достигают высокой плотности энергии — 570 Вт·ч/кг и выше, что значительно превышает показатели существующих коммерческих решений. Кроме того, они сохраняют 78% первоначальной емкости даже после более чем 1000 циклов зарядки и разрядки, что существенно превосходит долговечность обычных батарей.

Важным преимуществом новой технологии является ее совместимость с существующими процессами производства батарей, что делает возможным быстрое внедрение в массовое производство. Это значительно снижает барьеры для коммерциализации, которые часто препятствуют внедрению новых технологий в промышленность.

Разработка стала результатом сотрудничества нескольких организаций. Помимо POSTECH, в исследовании участвовали специалисты из Samsung SDI, Северо-Западного университета и Университета Чунг-Анг. Такое объединение академических и промышленных партнеров обеспечило как фундаментальную научную базу, так и практическую применимость результатов.

Потенциальное влияние этой технологии выходит далеко за рамки электромобилей. Принцип нано-пружинного покрытия может быть применен в различных отраслях, где важна долговечность материалов при циклических нагрузках. Это открывает новые перспективы для развития энергетики, электроники и других высокотехнологичных отраслей.


Новое на сайте

18884Знаете ли вы, что приматы появились до вымирания динозавров, и готовы ли проверить свои... 18883Четыреста колец в туманности эмбрион раскрыли тридцатилетнюю тайну звездной эволюции 18882Телескоп Джеймс Уэбб раскрыл тайны сверхэффективной звездной фабрики стрелец B2 18881Математический анализ истинного количества сквозных отверстий в человеческом теле 18880Почему даже элитные суперраспознаватели проваливают тесты на выявление дипфейков без... 18879Шесть легендарных древних городов и столиц империй, местоположение которых до сих пор... 18878Обзор самых необычных медицинских диагнозов и клинических случаев 2025 года 18877Критическая уязвимость CVE-2025-14847 в MongoDB открывает удаленный доступ к памяти... 18876Научное обоснование классификации солнца как желтого карлика класса G2V 18875Как безграничная преданность горным гориллам привела Дайан Фосси к жестокой гибели? 18874Новый родственник спинозавра из Таиланда меняет представления об эволюции хищников Азии 18873Как новая электрохимическая технология позволяет удвоить добычу водорода и снизить... 18872Могут ли ледяные гиганты Уран и Нептун на самом деле оказаться каменными? 18871Внедрение вредоносного кода в расширение Trust Wallet привело к хищению 7 миллионов... 18870Проверка клинического мышления на основе редких медицинских случаев 2025 года