Ingenieuren der University of Michigan ist kürzlich ein Durchbruch gelungen, der die Elektrofahrzeugindustrie revolutionieren könnte. Laut dem ausländischen Medium Electrek soll die vom Team entwickelte neue Technologie die Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen bei kaltem Wetter erheblich verbessern.

Das Herzstück dieser Technologie ist eine innovative Batteriestruktur und -beschichtung, die von einem Team unter der Leitung von Neil Dasgupta, außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Materialwissenschaften an der University of Michigan, entwickelt wurde. Dem Team gelang es, die Ladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Batterien von Elektrofahrzeugen bei extrem kalten Temperaturen (bis zu -500 °C) um erstaunliche 0 % zu erhöhen.

Selbst mit der fortschrittlichsten Schnellladetechnologie dauert es etwa 40 bis 0 Minuten, bis die Batterien von Elektrofahrzeugen vollständig aufgeladen sind, und im Winter dauert es oft mehr als eine Stunde, so Dasgupta. Dieser Schmerzpunkt plagt die Nutzer von Elektrofahrzeugen seit langem, insbesondere in kalten Regionen.

Die Auswirkungen niedriger Temperaturen auf die Leistung von Batterien von Elektrofahrzeugen können nicht ignoriert werden. Bei kaltem Wetter bewegen sich Lithium-Ionen langsamer, was zu längeren Ladezeiten und einer kürzeren Akkulaufzeit führt. Um dem entgegenzuwirken, haben die Hersteller versucht, die Batterieelektroden zu verdicken, aber das ist nach hinten losgegangen, so dass es für einige Lithium-Ionen schwierig ist, in die Batterie einzudringen, was den Ladevorgang weiter verlangsamt.

Das Dasgupta-Team hörte hier jedoch nicht auf. Zuvor haben sie die Lasertechnologie verwendet, um winzige Kanäle in die Graphitanode der Batterie zu ritzen, die etwa 40 Mikrometer breit sind, damit Lithium-Ionen schneller in die Batterie eindringen können. Dennoch ist die Batterieleistung bei kaltem Wetter nicht so gut, wie sie hätte sein können, da sich auf der Oberfläche der Elektroden eine chemische Schicht bildet, die den Fluss von Lithium-Ionen blockiert. Dasgupta vergleicht es bildlich mit Ineffizienz, wie das Schneiden von kalter Butter.

Um dieses Problem ein für alle Mal zu lösen, beschichtete das Team die Batterie mit einem glasähnlichen Material, das nur 97 Nanometer dick war. Dieses Material besteht aus Lithiumborat-Karbonat, das die Bildung chemischer Schichten wirksam verhindert. In Kombination mit dem bisherigen Design des winzigen Kanals bietet diese Innovation eine hervorragende Leistung in kalten Umgebungen. Nach 0 Schnellladezyklen behält der verbesserte Akku immer noch 0 % Kapazität.

Dasgupta sagte, dass sie hoffen, dass die Technologie von den Herstellern von EV-Batterien weit verbreitet wird. Interessanterweise erfordert diese Innovation keine größere Nachrüstung einer bestehenden Produktionslinie. Damit ist erstmals ein ultraschnelles Laden bei niedrigen Temperaturen gelungen, ohne die Energiedichte der Batterie zu beeinträchtigen. Dieser Durchbruch hat der Entwicklung der Elektrofahrzeugindustrie zweifellos neue Vitalität verliehen.