acecook

Công nghệ mới giúp pin EV tăng 500% tốc độ sạc trong điều kiện nhiệt độ đóng băng

Công nghiệp năng lượng
08/04/2025 05:15
Nhóm kỹ sư của Đại học Michigan đã cải tiến một quy trình sản xuất pin xe điện (EV), giúp ngăn ngừa hiện tượng mạ lithium, duy trì 97% dung lượng pin sau 100 chu kỳ sạc nhanh trong nhiệt độ đóng băng.
aa

Theo dõi pin EV với cảm biến lượng tử kim cương có độ nhạy cao

Pin EV sắt - natri cung cấp 7.000 chu kỳ, tuổi thọ 20 năm

Sáng kiến ​​này đã giải quyết được một trong những mối lo ngại lớn là giảm hiệu suất của pin EV ở nhiệt độ thấp.

Neil Dasgupta, PGS khoa kỹ thuật cơ khí, khoa học vật liệu và kỹ thuật tại UM cho biết, nghiên cứu là điều mà các nhà sản xuất pin EV có thể áp dụng mà không cần thay đổi quá nhiều quy trình sản xuất trong nhà máy.

Nghiên cứu hướng tới khả năng đạt tốc độ sạc cực nhanh ở nhiệt độ thấp mà không làm giảm mật độ năng lượng. Pin lithium-ion sử dụng phương pháp này có thể sạc nhanh hơn 500% ngay cả ở nhiệt độ thấp tới 14°F (-10°C).

Công nghệ mới giúp pin EV tăng 500% tốc độ sạc trong điều kiện nhiệt độ đóng băng
Bộ pin EV trên dây chuyền sản xuất được trang bị cánh tay robot bên trong nhà máy hiện đại (Hình ảnh minh họa)

Cải tiến chính đến từ việc sửa đổi cấu trúc và lớp phủ giúp ngăn chặn lớp mạ lithium trên các điện cực, một vấn đề phổ biến làm giảm hiệu suất của pin. Do đó, những loại pin này vẫn giữ được 97% dung lượng sau 100 chu kỳ sạc nhanh trong điều kiện dưới mức đóng băng.

Pin EV mới hoạt động như thế nào?

Pin EV mới lưu trữ và giải phóng năng lượng bằng cách di chuyển các ion lithium giữa các điện cực thông qua chất điện phân dạng lỏng. Tuy nhiên, ở nhiệt độ lạnh, chuyển động này chậm lại, hiệu suất pin và tốc độ sạc cũng bị chậm theo. Để mở rộng phạm vi, các nhà sản xuất ô tô đã làm cho điện cực pin dày hơn, nhưng điều này cũng làm chậm quá trình sạc.

Trước đây, nhóm của Dasgupta đã từng phát triển một kỹ thuật để cải thiện tốc độ sạc pin EV, bằng cách sử dụng phương pháp khoan laser tạo ra các đường dẫn có kích thước 40 micron trong cực dương, cho phép các ion lithium di chuyển tự do hơn, cải thiện quá trình sạc ở nhiệt độ phòng. Khi đó, sạc lạnh vẫn là một thách thức.

Sau đó, nhóm nghiên cứu phát hiện có một lớp hóa chất hình thành trên bề mặt điện cực trong điều kiện lạnh chính là thủ phạm. "Lớp mạ đó ngăn không cho toàn bộ điện cực được sạc, điều đó làm giảm khả năng cung cấp năng lượng của pin", Manoj Jangid, nghiên cứu viên cao cấp về kỹ thuật cơ khí và là đồng tác giả thuộc nhóm nghiên cứu, giải thích.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một lớp phủ thủy tinh mỏng 20 nanomet làm từ lithium borat-cacbonat. Điều này ngăn chặn lớp bề mặt có vấn đề hình thành và khi kết hợp với các kênh khoan laser, dẫn đến việc sạc nhanh hơn 500% ở nhiệt độ đóng băng.

Tae Cho, một tiến sĩ tốt nghiệp ngành kỹ thuật cơ khí và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết: "Nhờ sự kết hợp giữa kiến ​​trúc 3D và giao diện nhân tạo, công trình nghiên cứu pin EV có thể đồng thời giải quyết được vấn đề nan giải là sạc nhanh ở nhiệt độ thấp khi lái xe đường dài" .

Một giải pháp cho mối lo ngại của người tiêu dùng

Trong khi xe điện ngày càng phổ biến nhưng người tiêu dùng vẫn còn do dự.

Một cuộc khảo sát gần đây của AAA cho thấy, tỷ lệ người có khả năng mua xe điện (ở Hoa Kỳ) đã giảm từ 23% vào năm 2023 xuống còn 18% vào năm 2024.

Khảo sát chỉ ra, một trong những mối lo ngại lớn nhất của người tiêu dùng là phạm vi hoạt động của EV giảm vào mùa đông, kết hợp với tốc độ sạc chậm hơn. Các báo cáo từ đợt lạnh giá tháng 1/2024 đã nêu bật rằng, thời gian sạc cho một số xe kéo dài hơn một giờ do nhiệt độ đóng băng.

“Sạc pin EV thường mất 30 - 40 phút ngay cả khi sạc nhanh, và thời gian đó tăng lên hơn một giờ vào mùa đông. Đây là điểm khó khăn mà chúng tôi muốn giải quyết”, Dasgupta cho biết trong thông cáo báo chí.

Nghiên cứu được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Pin UM và Trung tâm Đặc tính vật liệu Michigan.

Nghiên cứu thành công và nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế với sự hỗ trợ từ UM Innovation Partnerships. Arbor Battery Innovations đã cấp phép sáng chế và đang tiến tới thương mại hóa.

Theo Interesting Engineering

tudonghoangaynay.vn
vaa
Tin bài khác
Sinh viên HUST và các trường đại học hành động phòng chống bạo lực trên không gian số

Sinh viên HUST và các trường đại học hành động phòng chống bạo lực trên không gian số

Hơn 1.000 sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) và sinh viên các trường đại học trên địa bàn TP. Hà Nội vừa tham gia chương trình tọa đàm “Đối thoại: Tăng cường tiếng nói thanh niên về phòng ngừa và ứng phó bạo lực trên cơ sở giới sử dụng công nghệ”.
Techcombank lần đầu vào Top 100 nơi làm việc tốt nhất Đông Nam Á

Techcombank lần đầu vào Top 100 nơi làm việc tốt nhất Đông Nam Á

Sự ghi danh của Techcombank trong bảng xếp hạng Fortune 100 Best Companies to Work For™ Southeast Asia 2025 không chỉ là dấu mốc uy tín, mà còn phản ánh chiến lược dài hạn lấy con người làm trung tâm, tiên phong xây dựng năng lực số, nâng tầm trải nghiệm nhân viên và phát triển đội ngũ lãnh đạo tương lai.
Thị trường chứng khoán ngày 15/12: Dòng tiền thận trọng, VN Index “hụt hơi”

Thị trường chứng khoán ngày 15/12: Dòng tiền thận trọng, VN Index “hụt hơi”

Dù có lúc bứt phá hơn 18 điểm trong phiên sáng, VN Index lại “hụt hơi” vào buổi chiều và đóng cửa quanh tham chiếu với mẫu nến Doji lưỡng lự. Thanh khoản rơi xuống dưới 19 nghìn tỷ đồng, dòng tiền thận trọng, chỉ còn một vài nhóm như dầu khí, chứng khoán và midcaps le lói tín hiệu hồi phục.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/12/2025: Tuổi Thìn khá lộc lá, tuổi Tỵ nên cẩn thận

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/12/2025: Tuổi Thìn khá lộc lá, tuổi Tỵ nên cẩn thận

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 16/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Robot di động MobEd: Nền tảng thích ứng địa hình mở đường cho thế hệ robot công nghiệp mới

Robot di động MobEd: Nền tảng thích ứng địa hình mở đường cho thế hệ robot công nghiệp mới

Tập đoàn Hyundai Motor (Hàn Quốc) vừa công bố nền tảng robot di động sản xuất hàng loạt đầu tiên của mình mang tên MobEd, viết tắt của “Mobile Eccentric Droid”. Đây được xem là bước tiến chiến lược trong tham vọng mở rộng sang lĩnh vực robot của Hyundai, với điểm nhấn là khả năng tự ổn định trên bề mặt không bằng phẳng nhờ cơ chế lệch tâm và hệ thống điều khiển tư thế tiên tiến.
Công ty An Dương ký MOU hợp tác cùng HAuA phát triển tự động hóa, số hóa

Công ty An Dương ký MOU hợp tác cùng HAuA phát triển tự động hóa, số hóa

Chiều ngày 05/12/2025, nhân dịp kỷ niệm 20 năm thành lập Công ty TNHH Kỹ thuật Tự động An Dương, Hội Tự động hóa TP. Hồ Chí Minh (HAuA) và Công ty An Dương đã chính thức ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác (MOU), đánh dấu bước phát triển mới trong mối quan hệ hợp tác giữa doanh nghiệp và tổ chức nghề nghiệp trong lĩnh vực tự động hóa và số hóa.
Năng lượng dẫn dắt kỷ nguyên công nghiệp hóa hiện đại

Năng lượng dẫn dắt kỷ nguyên công nghiệp hóa hiện đại

Trong định hướng chiến lược phát triển năng lượng, Việt Nam sẽ ưu tiên cao nhất để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của nền kinh tế liên tục trên 10% trong giai đoạn tới nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia. Đồng thời, Việt Nam cũng thực hiện hai mục tiêu 100 năm của đất nước, tuân thủ lộ trình giảm phát thải khí để bảo vệ môi trường như cam kết với quốc tế thông qua việc phát triển đồng bộ, hợp lý và đa dạng hóa các loại hình năng lượng.
Triết lý giáo dục thời đại số: Giữ nền tảng nhân văn, hướng tới phát triển toàn diện con người

Triết lý giáo dục thời đại số: Giữ nền tảng nhân văn, hướng tới phát triển toàn diện con người

Trong bối cảnh chuyển đổi số diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, giáo dục Việt Nam đứng trước yêu cầu phải đổi mới sâu rộng hơn, không chỉ về chương trình, phương pháp hay công nghệ, mà trước hết ở cấp độ nền tảng - đó là xác lập một triết lý giáo dục phù hợp với thời đại.
Tăng tốc tự động hóa trong ngành thực phẩm và đồ uống

Tăng tốc tự động hóa trong ngành thực phẩm và đồ uống

Theo báo cáo World Robotics 2025 mới nhất của Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), các doanh nghiệp thực phẩm và đồ uống (F&B) tại Mỹ đang đẩy mạnh ứng dụng robot công nghiệp linh hoạt, với số lượng lắp đặt tăng 21% trong năm 2024.
Nhận định phiên giao dịch ngày 15/12: Cơ cấu danh mục khi thị trường có nhịp hồi phục

Nhận định phiên giao dịch ngày 15/12: Cơ cấu danh mục khi thị trường có nhịp hồi phục

Sau nhịp giảm sâu cuối tuần trước khiến VN-Index xuyên thủng các ngưỡng hỗ trợ quan trọng, thị trường được kỳ vọng sẽ xuất hiện nhịp hồi phục kỹ thuật trong ngắn hạn. Đây được xem là thời điểm phù hợp để nhà đầu tư cân nhắc cơ cấu lại danh mục, ưu tiên các cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt và triển vọng trung – dài hạn tích cực.
song-gia-tri