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
trien-lam-quoc-te
Tin bài khác
Thị trường chứng khoán Mỹ lao dốc: Áp lực từ căng thẳng thương mại và chính sách thuế mới

Thị trường chứng khoán Mỹ lao dốc: Áp lực từ căng thẳng thương mại và chính sách thuế mới

Thị trường chứng khoán Mỹ đã chứng kiến những biến động mạnh trong giai đoạn từ ngày 3 đến ngày 7/4/2025, trong bối cảnh nhà đầu tư lo ngại về căng thẳng thương mại leo thang và các chính sách thuế mới được công bố bởi chính quyền Tổng thống Donald Trump. Các chỉ số chính đều ghi nhận mức giảm đáng kể, đánh dấu tuần giao dịch biến động nhất kể từ đầu năm.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/4/2025: Tuổi Tý chịu áp lực, tuổi Tỵ nhiều niềm vui

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/4/2025: Tuổi Tý chịu áp lực, tuổi Tỵ nhiều niềm vui

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 8/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Nhận định phiên giao dịch ngày 08/4: Áp lực bán vẫn lớn, tìm kiếm cơ hội từ cổ phiếu chiết khấu sâu

Nhận định phiên giao dịch ngày 08/4: Áp lực bán vẫn lớn, tìm kiếm cơ hội từ cổ phiếu chiết khấu sâu

Sau chuỗi ngày giảm điểm mạnh, thị trường chứng khoán được dự báo sẽ tiếp tục đối mặt với áp lực bán trong phiên 8/4, dù đã có dấu hiệu phục hồi nhẹ từ vùng hỗ trợ 1.150 – 1.160 điểm. Trong giai đoạn này, nhà đầu tư nên thận trọng và chờ tín hiệu xác nhận trước khi quyết định vào lệnh.
GDP quý 1/2025 tăng trưởng 6,93%, tiếp tục đẩy mạnh ngành công nghiệp có giá trị cao và bền vững

GDP quý 1/2025 tăng trưởng 6,93%, tiếp tục đẩy mạnh ngành công nghiệp có giá trị cao và bền vững

Thông tin được Cục Thống kê (Bộ Tài chính) công bố ngày 6/4 cho thấy sự phục hồi và phát triển tích cực của nền kinh tế Việt Nam trong bối cảnh thế giới vẫn còn nhiều biến động.
EMS: Những bí ẩn trong kích thích cơ điện

EMS: Những bí ẩn trong kích thích cơ điện

Bạn đã bao giờ suy ngẫm về điều kỳ diệu đằng sau EMS, biến đổi xung điện thành cơ bắp mạnh mẽ chưa? Công nghệ biến đổi xung điện này sử dụng các dòng điện nhẹ nhàng để tạo ra các cơn co thắt cơ, giống như một kích thích tập luyện mà cơ thể bạn không thể bỏ qua.
Chưa bắt buộc dạy 2 buổi mỗi ngày ở cấp THCS và THPT

Chưa bắt buộc dạy 2 buổi mỗi ngày ở cấp THCS và THPT

Học 2 buổi phải dựa trên tinh thần tự nguyện, đáp ứng đủ tiêu chuẩn về cơ sở vật chất, nhu cầu dạy và học của từng đơn vị, chưa bắt buộc đồng bộ trên diện rộng.
Lãi suất ngân hàng tuần mới tháng 4/2025: Nhiều ngân hàng niêm yết lãi suất đặc biệt 7,5-9,65%

Lãi suất ngân hàng tuần mới tháng 4/2025: Nhiều ngân hàng niêm yết lãi suất đặc biệt 7,5-9,65%

Lãi suất ngân hàng tuần mới tháng 4/2025 ghi nhận nhiều ngân hàng niêm yết lãi suất đặc biệt 7,5-9,65%. Nhưng để được hưởng mức lãi suất này, khách hàng phải đáp ứng các điều kiện đặc biệt.
6 trở ngại trong chuyển đổi sản xuất xanh

6 trở ngại trong chuyển đổi sản xuất xanh

Nhiều chuyên gia tự động hóa và kỹ sư trong sản xuất công nghiệp đang có động lực để chuyển đổi sản xuất sang sản xuất xanh. Tuy họ gặp phải một số trở ngại nhưng có một số giải pháp có thể áp dụng để đạt được lợi ích của hoạt động chuyển đổi xanh bền vững.
Hà Nội đặt mục tiêu có 10.000 doanh nghiệp công nghệ số vào năm 2025

Hà Nội đặt mục tiêu có 10.000 doanh nghiệp công nghệ số vào năm 2025

Hà Nội xác định phát triển các loại hình doanh nghiệp công nghệ số là một hướng đi để hiện thực hóa mục tiêu phát triển kinh tế số.
Giỗ Tổ Hùng Vương và khát vọng hóa rồng

Giỗ Tổ Hùng Vương và khát vọng hóa rồng

Từ huyền thoại con Rồng, cháu Tiên đến khát vọng vươn mình hùng cường, thịnh vượng - dân tộc Việt Nam chưa bao giờ thôi khao khát khẳng định chính mình ở tầm vóc lớn hơn.
siement
Quảng cáo
moxa