Современные автомобильные батареи сложно ремонтировать и перерабатывать из-за отсутствия единых принципов конструкции. Например, производители часто используют герметично склеенные корпуса и термопроводящие пасты. При серьезном повреждении такой батареи иногда приходится менять весь блок. В проекте E-Track ученые из Технологического университета Граца (Австрия) и Университета Граца (Австрия) совместно с промышленными партнерами изучили альтернативные варианты конструкции.
Исследователи сравнили несколько вариантов. В одном из них корпус имеет съемные крышки, а тепло отводят специальные термопроводящие прокладки. Другой вариант использует жидкостное охлаждение: электрически изолирующее масло отводит тепло, а корпус соединяется винтами и уплотнителем. Такая конструкция позволяет разобрать батарею и заменить отдельные ячейки вместо всего аккумуляторного блока. Ячейки батареи — главный фактор ее стоимости, безопасности и экологичности. Они составляют около 75% общей массы аккумуляторной системы. Поэтому возможность сохранить хотя бы часть ячеек после повреждения заметно влияет на общий баланс производства и утилизации.
Расчеты показали, что конструкция с удобным ремонтом становится выгодной уже тогда, когда после повреждения удается повторно использовать около 8% ячеек. Более простой демонтаж также облегчает переработку остальных материалов. Ученые разработали и методы диагностики на основе электрохимической импедансной спектроскопии. Вместе с компьютерными моделями они позволяют обнаруживать внутренние повреждения, в том числе микрокороткие замыкания. Такие дефекты опасны тем, что могут привести к возгоранию батареи не сразу, а спустя некоторое время.
Разработанные методы и компьютерные модели можно адаптировать для легковых автомобилей и грузовиков. Авторы считают, что результаты проекта E-Track могут стать основой для будущих промышленных стандартов и требований к конструкции тяговых батарей. Такой подход позволит одновременно повысить безопасность аккумуляторов, продлить срок их использования и упростить ремонт и переработку.
Ранее мы рассказывали о том, что тонкий полимерный слой убережет аккумуляторы в телефонах от возгорания.