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
tan-hoang-minh
Tin bài khác
Gỡ điểm nghẽn năng lượng, tạo động lực tăng trưởng hai con số

Gỡ điểm nghẽn năng lượng, tạo động lực tăng trưởng hai con số

Mục tiêu tăng trưởng GDP từ 10%/năm trở lên đặt ra yêu cầu cấp thiết về bảo đảm nguồn cung năng lượng ổn định, an toàn và bền vững. Dù vượt qua nhiều cú sốc trong năm 2026, Việt Nam vẫn cần tháo gỡ những điểm nghẽn về nguồn cung, dự trữ, hạ tầng và đầu tư để đáp ứng nhu cầu phát triển trong giai đoạn tới.
Thị trường chứng khoán ngày 10/11: VN Index tăng gần 29 điểm, bất động sản và ngân hàng hút dòng tiền

Thị trường chứng khoán ngày 10/11: VN Index tăng gần 29 điểm, bất động sản và ngân hàng hút dòng tiền

VN Index có phiên tăng mạnh tới gần 29 điểm nhờ lực cầu cải thiện trên diện rộng. Nhóm bất động sản dẫn đầu với mức tăng 2,79%, trong khi ngân hàng và chứng khoán cũng đồng loạt khởi sắc. Thanh khoản vượt bình quân 20 phiên, còn khối ngoại đảo chiều mua ròng gần 475 tỷ đồng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/11/2026: Tuổi Tỵ vận trình khởi sắc, tuổi Mùi cần thận trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/11/2026: Tuổi Tỵ vận trình khởi sắc, tuổi Mùi cần thận trọng

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 11/11/2026 nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Gần 500 tỉ đồng tài trợ cho 11 dự án nghiên cứu hợp tác Việt Nam - Nhật Bản

Gần 500 tỉ đồng tài trợ cho 11 dự án nghiên cứu hợp tác Việt Nam - Nhật Bản

Ngày 09/11/2026, tại Tokyo, trong khuôn khổ Diễn đàn công tư về hợp tác kinh tế, khoa học và công nghệ Việt Nam - Nhật Bản, Bộ KH&CN Việt Nam và Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (MEXT) đã trao văn kiện tài trợ 11 dự án hợp tác nghiên cứu thuộc Chương trình NEXUS.
AI và Project Glasswing: Thách thức an ninh mạng mới đối với hệ thống điều khiển công nghiệp

AI và Project Glasswing: Thách thức an ninh mạng mới đối với hệ thống điều khiển công nghiệp

Trong các đợt dừng hoạt động để bảo dưỡng, nhà máy thường có nhiều thay đổi về nhân sự, thiết bị, hệ thống cảnh báo và tuyến đường di chuyển. Sự tham gia đồng thời của chủ đầu tư, nhiều nhà thầu và lực lượng ứng phó bên ngoài khiến công tác xử lý tình huống khẩn cấp trở nên phức tạp hơn. Vì vậy, kế hoạch ứng phó không thể chỉ dựa trên quy trình vận hành thông thường mà cần được điều chỉnh theo đúng trạng thái thực tế của nhà máy.
BIDV: cầu nối tài chính góp phần thúc đẩy hợp tác chiến lược Việt Nam - Nhật Bản

BIDV: cầu nối tài chính góp phần thúc đẩy hợp tác chiến lược Việt Nam - Nhật Bản

Ngày 09/11, tại Tokyo (Nhật Bản), trong khuôn khổ hoạt động của Đoàn doanh nghiệp đi cùng Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm đến thăm chính thức Nhật Bản, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) đã tham gia nhiều chương trình ý nghĩa để góp phần thúc đẩy hợp tác kinh tế và đối tác chiến lược Việt Nam - Nhật Bản.
Nghị quyết 57 tạo chuyển biến mạnh về khoa học, công nghệ và chuyển đổi số

Nghị quyết 57 tạo chuyển biến mạnh về khoa học, công nghệ và chuyển đổi số

Sau gần hai năm triển khai Nghị quyết 57-NQ/TW, Việt Nam đạt nhiều kết quả nổi bật trong hoàn thiện thể chế, tăng cường nguồn lực, phát triển hạ tầng số, nâng cao năng lực nghiên cứu và thúc đẩy thương mại hóa sản phẩm công nghệ.
Việt Nam và Nhật Bản thúc đẩy đồng sáng tạo công nghệ, phát triển chuỗi giá trị mới

Việt Nam và Nhật Bản thúc đẩy đồng sáng tạo công nghệ, phát triển chuỗi giá trị mới

Trong khuôn khổ chuyến thăm chính thức Nhật Bản, sáng 9/11 (giờ địa phương), Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm cùng Đoàn đại biểu cấp cao Việt Nam dự Diễn đàn Công tư về hợp tác kinh tế và khoa học - công nghệ Việt Nam - Nhật Bản tại Tokyo.
Vì sao các nhà máy tự động hóa cần tăng cường bảo vệ nguồn điện?

Vì sao các nhà máy tự động hóa cần tăng cường bảo vệ nguồn điện?

Chất lượng điện năng và các giải pháp bảo vệ nguồn điện cho thiết bị quan trọng đang trở thành yếu tố thiết yếu khi ngay cả những sự cố điện kéo dài trong thời gian rất ngắn cũng có thể khiến nhà máy tự động hóa phải ngừng sản xuất, gây thiệt hại đáng kể.
Hà Nội thay xe buýt dầu bằng xe điện trên 3 tuyến mới

Hà Nội thay xe buýt dầu bằng xe điện trên 3 tuyến mới

Transerco chính thức điện hóa thêm 3 tuyến buýt Thủ đô, kết hợp tối ưu biểu đồ vận hành nhằm đẩy nhanh mục tiêu chuyển đổi xanh năm 2026.
master