Дослідники створили метод рівномірного тепловідведення в батареях. І завдяки збільшенню площі, яка охолоджується, акумулятори повинні стати більш безпечними та ефективними в роботі
Фото: freepik.com
Стандартні акумулятори під час розряджання та перезаряджання виділяють тепло. Це знижує їх продуктивність та фактично є одним з головних недоліків. Для охолодження в батареї зазвичай циркулює вода або інша охолоджувальна рідина, і площа її контакту з акумулятором є постійною.
Проблема в тому, що охолоджувальна рідина поглинає тепло від кожної батареї в акумуляторному блоці. Тому її власна температура продовжує рости, відповідно зменшуючи кількість тепла від кожної наступної батареї.
Щоб продовжувати відводити таку саму кількість тепла, площа контакту має збільшитися. Вчені з індійського Інституту технологій Бомбея розробили метод, що передбачає регулювання охолоджуваної площі кожної батареї.
«У нашій конструкції площа контакту між акумулятором і охолоджувальною рідиною збільшується вздовж напрямку потоку охолоджувальної рідини. Це означає, що площа контакту з охолоджувальною рідиною збільшується в міру руху охолоджувальної рідини системою», — пояснили дослідники.
Читайте також: Вчені створили екологічно чистий, безкобальтовий акумулятор
За їх розрахунками, завдяки розробці тепло буде відводитись рівномірно від кожної батареї, а в усьому модулі зберігатиметься однакова температура.
Перевірили цю теорію шляхом комп’ютерного моделювання. Пристрій містив 24 циліндричні літій-іонні акумулятори, розташовані паралельно. Науковці створили сценарії, де батареї проходять різні цикли зарядки-розрядки. Результати показали, що різницю температур вдалось знизити приблизно на 70%. Також акумулятори, охолоджувані за цією системою, мали нижчу максимальну температуру.
Зазначається, що занадто висока температура може обмежити продуктивність акумуляторів і, в гіршому випадку, призвести до їхнього загоряння або вибуху. Наприклад, для правильної роботи літій-іонних батарей необхідний оптимальний температурний діапазон близько 20-40 °C і головне завдання вчених — знизити ці показники.
Цікаве по темі: Вчені знайшли спосіб збільшити термін служби акумуляторів у 10 разів
Також дослідники виявили, що батареї в їх новій системі важать на 57,2% менше, ніж ті, що охолоджуються звичайним методом постійної площі контакту. Це відбувається за рахунок зменшення розміру каналів теплоносія в пропонованій моделі, на відміну від традиційних постійних розмірів.
Вчені впевнені, що їх розробка матиме широке застосування не лише в промисловості електромобілів, а й у накопичувачах сонячної енергії та інших пристроях, які покладаються на акумуляторні блоки з кількома батареями. Команда вже отримала патент на свій винахід.
Нагадаємо, японська компанія Toshiba розробила інноваційну літій-іонну батарею без додавання кобальту. Вона підтримує надшвидку зарядку та зношується набагато довше за наявні аналоги.
Ознайомтесь з іншими популярними матеріалами:
Створено бездротову зарядку, яку можна імплантувати в тіло
Вчені створили синаптичний транзистор, який імітує людський мозок
Вчені створили літаючого робота, який гасить пожежі: як виглядає
За матеріалами Research matters
