שתפו‬        

ד"ר דניאל מדר

סוללה חמה וחכמה

שינוי פשוט במבנה סוללת ליתיום-יון הופך אותה לעמידה יותר בפני קור
31 במרץ 2016



בכתבות קודמות סקרנו חידושים טכנולוגיים בתחום סוללות העתיד (כאן, כאן וכאן), ודיווחנו שחסם אחד בפני טווח ארוך יותר למכוניות חשמליות הוא אקלים קר או חם מאוד. טמפרטורות נמוכות מורידות את יעילות הטענת הסוללה, ומצמצמות את אורך החיים שלה.

כלי רכב חשמליים שצריכים לתפקד באקלים קר מאוד זקוקים לאנרגיה רבה מהסוללה לשם חימום תא הנוסעים. כך מתקצר טווח הנסיעה ברכב חשמלי ב-40 אחוזים. ברכב עם מנוע רגיל, חימום תא הנוסעים מתבצע באמצעות החום הנפלט מהמנוע ואין פגיעה בטווח הנסיעה. גם רחפנים ומזל"טים חשמליים שטסים בגובה רב חשופים לקור עז וסובלים מירידה בתפקוד הסוללות.

מחקרים אחדים מנסים לבודד את הסוללות או את כלי הרכב בצורה יעילה יותר כדי להקטין את הפגיעה באורך החיים של הסוללות, מחקרים אחרים מנסים לשנות את הרכב האלקטרוליטים בסוללה כך שיעבדו באופן מוצלח יותר בטמפרטורה נמוכה. יש אף כאלו שמנסים לחמם את הסוללות באופן חיצוני. מחקר חדש נקט גישה שונה: החוקרים פיתחו מבנה סוללה חדש, המאפשר לחמם אותה לפני התנעה בתוך פחות מחצי דקה מ-30 מעלות צלזיוס מתחת לאפס ל-0 מעלות ביעילות גבוהה. עיצוב הסוללה החדש מסוגל לספק עד פי 12 יותר כוח בטמפרטורה של (30-) מעלות לעומת סוללות דומות בשוק. החוקרים מעריכים שעיצוב חדש זה יכול להגדיל את טווח הנסיעה של מכונית חשמלית בתנאי קור בעשרה אחוזים לעומת סוללות רגילות.

הסוללה החדשה תגדיל את טווח הנסיעה של מכונית חשמלית בתנאי קור. צילום: Matthew Hine, Flickr
הסוללה החדשה תגדיל את טווח הנסיעה של מכונית חשמלית בתנאי קור. צילום: Matthew Hine, Flickr

טכנולוגיה פשוטה וזולה

שינוי המבנה פשוט ביותר. החוקרים שמרו על המבנה הבסיסי של סוללת ליתיום-יון, והוסיפו רדיד דק של ניקל טבול באלקטרוליט. לרדיד שטח פנים גדול מאוד המתפרש בכל נפח הסוללה, ולפני ההתנעה של כלי הרכב מועבר ברדיד זרם חשמלי. התנגדות המתכת למעבר הזרם החשמלי מביאה להעלאת הטמפרטורה שלה במהירות ותוך חיסכון באנרגיה טרם התנעת עלי הרכב, ומאפשרת את פעילותה בטמפרטורה סבירה.

סוללה זו מראה עמידות בפני הפעלות חוזרות ונשנות בטמפרטורות נמוכות, אינה מורידה את ביצועי הסוללה בטמפרטורות רגילות (בניגוד לסוללות אחרות עם התאמות לקור) והיא אינה צפויה לקצר את אורך חיי הסוללה לעומת סוללות הנמצאות בשימוש כיום.

עלות התאמת סוללות ליתיום-יון קיימות לטכנולוגיה זו נמוכה מאוד מכיוון שנעשה שימוש במעט ניקל, שאינו יקר במיוחד. שילוב טכנולוגיה זו יחד עם הטכנולוגיות האחרות שהוזכרו יכול להפוך שימוש בכלי תחבורה חשמליים למשתלם גם כשבחוץ הטמפרטורה צונחת.




שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

עקבו אחרי זווית