Ученые решили главную проблему электрокаров: зарядить автомобиль можно всего за 6 минут

Команда под руководством профессора Ши-Чжана Цяо добилась того, что долгое время считалось практически недостижимым: зарядка тестовой ячейки до 85% занимает всего шесть минут; до 91,4% — примерно за десять. При этом удельная энергоемкость составляет 240,4 Вт·ч/кг — вполне конкурентный показатель для применения в электромобилях и портативных энергосистемах.

Звучит здорово, однако сверхбыстрые зарядки существуют уже давно. Технологию успешно обкатывали на смартфон, но в конце-концов от нее начали частично отказываться. И на это есть причины: традиционные методы быстрой зарядки приводят к перегреву, ускоренной деградации и потери емкости.

Но новый способ лишен этих недостатков, потому что исследователи пошли абсолютно другим путем. На поверхности электрода были сформированы активные каталитические центры. В процессе зарядки они избирательно притягивают анионы к границе раздела фаз, что ускоряет образование плотной защитной пленки (SEI), насыщенной фторидом лития. Эта пленка не только стабилизирует поверхность электрода, но и формирует внутри себя микроканалы для быстрого транспорта ионов — именно они обеспечивают устойчивость к высоким зарядным токам без разрушения структуры.

Результаты испытаний выглядят убедительно: кулоновская эффективность модифицированного кремниевого анода достигла 99,94% — то есть почти вся запасенная энергия отдается обратно при разрядке. После 500 циклов шестиминутной зарядки аккумуляторы сохранили около 76% первоначальной емкости (не самый лучший результат, но лучше, чем было раньше).

«До сих пор зарядка свыше 90% за десять минут без потери энергоемкости и ресурса была труднодостижимой задачей», — отметил профессор Цяо. Следующий этап — масштабирование технологии и тестирование в составе полноразмерных батарейных модулей в реальных условиях.