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
mca
Tin bài khác
Đổi mới sáng tạo mở: Nhịp cầu hợp tác mới giữa startup Việt Nam và doanh nghiệp Nhật Bản

Đổi mới sáng tạo mở: Nhịp cầu hợp tác mới giữa startup Việt Nam và doanh nghiệp Nhật Bản

Trong bối cảnh Việt Nam - Nhật Bản tăng cường hợp tác chiến lược, đổi mới sáng tạo mở đang trở thành cầu nối giúp doanh nghiệp hai nước kết nối bài toán thực tế với giải pháp công nghệ từ startup, tạo động lực cho những mô hình hợp tác mới.
Thị trường chứng khoán ngày 12/12: Bán tháo trên diện rộng, VN Index bốc hơi hơn 52 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 12/12: Bán tháo trên diện rộng, VN Index bốc hơi hơn 52 điểm

Thị trường chứng kiến cú giảm sốc khi VN Index lao dốc hơn 52 điểm với gần 300 mã mất điểm, trong đó có 31 mã nằm sàn. Dòng tiền tháo chạy khỏi các nhóm dẫn dắt, khối ngoại tiếp tục bán ròng, trong khi áp lực giải chấp và tâm lý hoảng loạn khiến rủi ro điều chỉnh vẫn hiện hữu.
Quốc hội thông qua Luật Công nghệ cao (sửa đổi)

Quốc hội thông qua Luật Công nghệ cao (sửa đổi)

Chiều ngày 10/12/2025, tiếp tục Chương trình kỳ họp thứ 10, Quốc hội khóa XV, với 437/441 đại biểu có mặt tán thành (chiếm 92,39%), Quốc hội đã thông qua Luật Công nghệ cao (sửa đổi).
Bảo mật biên: “Lá chắn” mới cho tòa nhà thông minh trước làn sóng tấn công mạng

Bảo mật biên: “Lá chắn” mới cho tòa nhà thông minh trước làn sóng tấn công mạng

Sự bùng nổ của IoT đang giúp các tòa nhà thông minh trở nên tiện nghi, tự động hóa hơn bao giờ hết. Nhưng song song với đó, bề mặt tấn công mạng cũng mở rộng mạnh mẽ, đẩy các hệ thống quản lý tòa nhà vào tình thế rủi ro cao chưa từng có. Khi hàng trăm nghìn thiết bị kết nối liên tục gửi dữ liệu lên đám mây, vấn đề bảo mật không còn là lựa chọn nâng cấp mà trở thành nền tảng bắt buộc để duy trì an toàn, vận hành ổn định và bảo vệ quyền riêng tư.
Nhận định phiên giao dịch ngày 12/12: Hạn chế mở thêm vị thế mua mới

Nhận định phiên giao dịch ngày 12/12: Hạn chế mở thêm vị thế mua mới

Thị trường tiếp tục suy yếu trong phiên 11/12 khi VN-Index giảm phiên thứ ba liên tiếp và rơi xuống dưới mốc 1.700 điểm. Thanh khoản thấp nhất trong 7 tháng cho thấy dòng tiền đang thận trọng, chưa xác nhận xu hướng bán tháo. Trong bối cảnh các tín hiệu kỹ thuật chưa cải thiện, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư hạn chế mở thêm vị thế mua mới và chờ VN-Index kiểm định vùng hỗ trợ 1.680 điểm.
Tăng cường năng lực công nghệ cho doanh nghiệp thông qua Luật Chuyển giao công nghệ sửa đổi

Tăng cường năng lực công nghệ cho doanh nghiệp thông qua Luật Chuyển giao công nghệ sửa đổi

Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Chuyển giao công nghệ hướng tới mục tiêu xây dựng thị trường công nghệ hiện đại, minh bạch và hiệu quả; thúc đẩy doanh nghiệp đổi mới sáng tạo, nâng cao năng lực công nghệ và tăng sức cạnh tranh trong bối cảnh toàn cầu hóa và chuyển đổi số.
Số hóa di sản

Số hóa di sản

Điểm mới nổi bật của Nghị định 308 là đẩy mạnh số hóa di sản, thích ứng với yêu cầu của công cuộc chuyển đổi số quốc gia, góp phần bảo tồn và phát huy giá trị di sản trong giai đoạn mới.
Quốc hội thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo: Hoàn thiện hành lang pháp lý cho kỷ nguyên số

Quốc hội thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo: Hoàn thiện hành lang pháp lý cho kỷ nguyên số

Chiều ngày 10/12, tiếp tục chương trình Kỳ họp thứ 10, Quốc hội khóa XV, Quốc hội đã chính thức thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) với 429/434 đại biểu tham dự (90.70%) biểu quyết tán thành. Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) có hiệu lực từ ngày 01/3/2026, là đạo luật đầu tiên của Việt Nam điều chỉnh toàn diện về phát triển, ứng dụng và quản trị AI.
Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265: Các địa phương triển khai mô hình tăng trưởng mới

Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265: Các địa phương triển khai mô hình tăng trưởng mới

Ngày 10/12/2025 tại Gia Lai, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265/2025/NĐ-CP và hướng dẫn xây dựng kế hoạch, dự toán ngân sách nhà nước cho lĩnh vực khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số (KHCN,ĐMST&CĐS).
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/12/2025: Tuổi Tuất mắc sai lầm, tuổi Dần nhiều tin tức tốt

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/12/2025: Tuổi Tuất mắc sai lầm, tuổi Dần nhiều tin tức tốt

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 12/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri