Elektrikli otomobil alırken karşımıza çıkan engellerden biri, otomobilin benzinle doldurulmasına kıyasla akünün şarj edilmesinin çok daha uzun sürmesidir. Penn Eyalet Üniversitesi'nden Chao-Yang Wang “Elektrikli otomobilleri ticari olarak daha cazip hale getirmenin anahtarı, 10 dakika içinde yüzde 80 şarj edilebilen (veya yaklaşık 300 kilometre mesafeye gidebilen) pillerin geliştirilmesinde yatıyor” diyor.
Bahsedilen durum, pillerin 400 kilowatt enerji harcayarak hızlı bir şekilde çalışmasını gerektiriyor ve şu anda piyasada bulunan piller bunu yapamıyor. Piller hızlı bir şekilde şarj edildiğinde (lityum iyonları pozitiften negatif elektroda geçerken) lityumun negatif elektrodun yüzeyinde pil ömrünü kısaltan plaka benzeri tortular oluşturma eğilimi vardır.
Pil ömrünü uzatmak için yüksek sıcaklıkta şarj edildi
Wang ve meslektaşları, lityum kaplama problemini en aza indirmek için pili çok yüksek bir sıcaklığa ısıttılar. Bunu test etmek için piyasada satılan bir endüstriyel pili kullandılar ve elektrot katmanlarının bir yığınına mikrometre kalınlığında nikel folyoları yerleştirdiler. Bu yapı, elektrotun 30 saniyeden daha az bir sürede ısınmasına izin vererek iyonların yüzeyinde kaplama yapmadan hızlı bir şekilde negatif elektrot içine hareket edebilmelerini sağlar.
Pillerin 40 °C, 49 °C ve 60 °C'de şarj edildiğinde ne kadar iyi çalıştığını test ettiler ve performansı 20 °C'de şarj edilen bir kontrol pili ile karşılaştırdılar. 20 °C'de pilin performansı önemli ölçüde azaldı ve sadece 60 döngü boyunca hızlı şarj özelliğini devam ettirebildi. Buna karşılık elektrodun 60 °C'ye ısıtılması, pilin performansı sınırlayan lityum kaplamayı oluşturmadan 2500 kez yeniden şarj olmasına izin verdi. Wang, bunun 14 yıllık kullanıma veya 750.000 kilometrelik bir ömre eşdeğer olduğunu söylüyor.
Bu çalışmalar, lityum pillerin yüksek sıcaklıkta şarj edilmemesinin pile zarar vereceğini öngören eski fikirleri zayıflattı. Yüksek sıcaklıkta şarjın faydaları zararlarından daha fazla gibi görünüyor.
