Быстрая зарядка электрокаров может стать значительно эффективнее благодаря новой разработке исследователей из Университета Аделаиды. Ученые предложили стратегию, которая позволяет заряжать аккумулятор более чем до 86% всего за 6 минут.

Исследование возглавил профессор Ши-Чжан Цяо. Его команда создала пакетные аккумуляторные элементы с использованием катализа восстановления анионов на границе раздела фаз. Именно этот подход позволил совместить сверхбыструю зарядку с высокой энергетической плотностью.

Во время испытаний аккумуляторные элементы обеспечивали около 240,4 Вт·ч/кг менее чем за 6 минут зарядки. Это важный показатель для электромобилей, поскольку скорость зарядки не должна достигаться за счет уменьшения запаса хода.

По словам исследователей, современные аккумуляторы высокой емкости, включая кремниевые и литиевые, уже могут поддерживать быструю зарядку. Однако они часто быстро теряют емкость, сильнее нагреваются и могут иметь повышенные риски для безопасности.

Новая стратегия работает иначе. Каталитические центры на поверхности электрода притягивают анионы к границе раздела и способствуют формированию прочного неорганического защитного слоя. Именно он помогает аккумулятору выдерживать быструю зарядку без резкого ухудшения характеристик.

В отличие от традиционных решений, которые меняют свойства всей электролитной системы, новый метод влияет только на реакции на границе раздела. Благодаря этому удается сохранить ионную проводимость и одновременно повысить стабильность батареи.

Тестовая ячейка показала способность сохранять около 76% емкости после 500 циклов зарядки длительностью 6 минут. Это может стать важным шагом к электромобилям, которые заряжаются за считанные минуты без серьезной потери ресурса аккумулятора.

Сейчас исследователи работают над масштабированием технологии и проверкой ее долгосрочной эффективности в реальных условиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Energy.