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
chao-mung-ngay-bao-chi
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/6/2025: Tuổi Thân may mắn , tuổi Dần công việc bấp bênh

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/6/2025: Tuổi Thân may mắn , tuổi Dần công việc bấp bênh

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 8/6/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Doanh nghiệp là cầu nối thúc đẩy hợp tác kinh tế Việt Nam - Estonia

Doanh nghiệp là cầu nối thúc đẩy hợp tác kinh tế Việt Nam - Estonia

Chiều 6/6, tại tòa nhà Chính phủ, Thủ đô Talinn, trong chương trình thăm chính thức Estonia, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã dự Tọa đàm doanh nghiệp Việt Nam - Estonia.
Công nghệ vào cuộc - Giao thông không còn vấn nạn

Công nghệ vào cuộc - Giao thông không còn vấn nạn

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh và lưu lượng phương tiện tăng mạnh, nhiều quốc gia đang triển khai các giải pháp ứng dụng AI, tự động hóa và IoT trong giám sát an toàn giao thông. Mục tiêu là giảm thiểu tai nạn, tối ưu hóa vận hành và tiến tới xây dựng hệ thống giao thông thông minh.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: BIDV áp dụng lãi suất huy động cao nhất tiền gửi online

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: BIDV áp dụng lãi suất huy động cao nhất tiền gửi online

Tuần qua, nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: VietinBank triển khai giải pháp tài chính toàn diện cho nhà thầu đầu tư công; HDBank được dự báo tăng trưởng tín dụng trên 30%; Lãi suất tiết kiệm BIDV dành cho khách hàng cá nhân tháng 6...
Công bố danh mục 21 bài toán lớn về KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Công bố danh mục 21 bài toán lớn về KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Bộ KH&CN vừa chính thức công bố Danh mục các bài toán lớn về khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số. Đây là một bước đi cụ thể, thể hiện quyết tâm của Bộ KH&CN trong việc triển khai thực chất Nghị quyết 57-NQ/TW, trong đó xác định rõ vai trò trụ cột của KH&CN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong phát triển đất nước.
Quản trị Doanh nghiệp: Mở khóa “ cơ hội”, thúc đẩy phát triển bền vững

Quản trị Doanh nghiệp: Mở khóa “ cơ hội”, thúc đẩy phát triển bền vững

G (Governance – Quản trị) trong ESG, tuy đứng cuối trong bộ ba tiêu chí nhưng lại chính là chìa khóa đảm bảo việc thực hiện các chiến lược về phát triển bền vững (PTBV) nói chung và giảm phát thải khí nhà kính, hướng đến Net Zero nói riêng tại các doanh nghiệp.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/6/2025: Tuổi Mão diễn ra thuận lợi, tuổi Tuất tiểu nhân ngáng trở

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/6/2025: Tuổi Mão diễn ra thuận lợi, tuổi Tuất tiểu nhân ngáng trở

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 7/6/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 6/6: Thị trường giảm sâu, khối ngoại bán ròng hơn 2 nghìn tỷ đồng

Thị trường chứng khoán ngày 6/6: Thị trường giảm sâu, khối ngoại bán ròng hơn 2 nghìn tỷ đồng

Thị trường ngày 6/6 tiếp tục ghi nhận phiên phân phối thứ ba liên tiếp, sau khi VN Index thất bại trong việc chinh phục lại vùng đỉnh cũ quanh mốc 1.345 điểm. Chốt phiên, chỉ số giảm mạnh 12,2 điểm, thủng mốc hỗ trợ 1.330 điểm trong bối cảnh dòng tiền yếu, lực bắt đáy không hiệu quả và khối ngoại bán ròng quyết liệt hơn 2 nghìn tỷ đồng. Bảng điện tử chuyển sang trạng thái tiêu cực với số mã giảm áp đảo và sự suy yếu lan rộng ở hầu hết các nhóm ngành.
Bứt phá doanh thu với AI

Bứt phá doanh thu với AI

Hiện nay thương mại điện tử và logistics là hai lĩnh vực có tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ và gắn liền chặt chẽ với sự phát triển của công nghệ số. Tuy nhiên, cạnh tranh ngày càng gay gắt, kỳ vọng khách hàng liên tục thay đổi, và áp lực tối ưu chi phí khiến doanh nghiệp buộc phải đổi mới để tồn tại và phát triển.
Robot bay biến hình giữa không trung, di chuyển mượt mà cả trên không và đất

Robot bay biến hình giữa không trung, di chuyển mượt mà cả trên không và đất

Một bước tiến đột phá trong công nghệ robot: Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ California (Caltech) vừa công bố một loại robot bay mới mang tên ATMO, có khả năng biến hình khi đang lơ lửng trên không trung để tiếp đất và di chuyển như xe bốn bánh. Thiết bị này hứa hẹn sẽ mở ra tương lai cho các nhiệm vụ giao hàng tự động và thám hiểm địa hình phức tạp.
siement
Quảng cáo
moxa