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
Agribank củng cố vị thế chủ lực trong ngành ngân hàng

Agribank củng cố vị thế chủ lực trong ngành ngân hàng

Đạt nhiều kết quả tích cực trong nửa đầu năm 2025, Agribank tiếp tục khẳng định vị thế là ngân hàng thương mại hàng đầu trong lĩnh vực tài chính nông nghiệp và nông thôn. Với nguồn vốn huy động tăng mạnh, tín dụng nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn, cùng hàng loạt giải thưởng uy tín trong và ngoài nước, Agribank đang từng bước hoàn thiện chiến lược chuyển đổi số, nâng cao chất lượng dịch vụ và lan tỏa các giá trị vì cộng đồng.
Robot cộng tác: Tương lai của tự động hóa thông minh và linh hoạt

Robot cộng tác: Tương lai của tự động hóa thông minh và linh hoạt

Sự phát triển vượt bậc của robot cộng tác (cobots) đang tạo nên bước ngoặt trong ngành công nghiệp tự động hóa toàn cầu. Không còn là công nghệ tương lai, cobots hiện diện ngày càng rõ rệt trong các nhà máy thông minh, mở ra thời kỳ Công nghiệp 5.0 nơi con người và máy móc cùng nhau hợp tác thay vì cạnh tranh. Theo báo cáo của IDTechEx, thị trường cobot toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 1,2 tỷ USD vào năm 2023 lên tới gần 30 tỷ USD vào năm 2035, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) ấn tượng đạt 34,5%.
Nhận định phiên giao dịch ngày 08/7: Tiếp đà bứt phá hay cần một nhịp điều chỉnh kỹ thuật?

Nhận định phiên giao dịch ngày 08/7: Tiếp đà bứt phá hay cần một nhịp điều chỉnh kỹ thuật?

Sau nhiều phiên giằng co, thị trường đã có cú bứt phá đầy thuyết phục trong phiên 7/7 khi VN Index vượt mốc 1.400 điểm với thanh khoản bùng nổ. Động lực chính đến từ nhóm cổ phiếu Ngân hàng – Bất động sản – Chứng khoán, kết hợp với lực mua mạnh từ khối ngoại. Tuy vậy, khi chỉ số đã tiến vào vùng giá cao và tâm lý hưng phấn lan tỏa, nhà đầu tư cần thận trọng, bởi thị trường có thể sẽ cần nhịp “nghỉ chân” kỹ thuật để tái tích lũy.
Bộ KH và CN giữ vai trò trung tâm trong Ban Chỉ đạo thúc đẩy đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số

Bộ KH và CN giữ vai trò trung tâm trong Ban Chỉ đạo thúc đẩy đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số

Ban Chỉ đạo về khoa học, công nghệ hoạt động theo nguyên tắc tập trung dân chủ, đề cao trách nhiệm cá nhân và phối hợp chặt chẽ giữa các thành viên, Tổ Công tác và Cơ quan thường trực. Các Tổ Công tác và Cơ quan thường trực có chức năng, nhiệm vụ cụ thể nhằm tham mưu, triển khai hiệu quả các chủ trương về khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo, cải cách hành chính và chuyển đổi số trên phạm vi toàn quốc.
Cảnh báo thủ đoạn lừa đảo cài ứng dụng VNeID giả chứa mã độc

Cảnh báo thủ đoạn lừa đảo cài ứng dụng VNeID giả chứa mã độc

Theo Bộ Công an, thủ đoạn của các đối tượng là gọi điện từ thuê bao di động thông thường hoặc tổng đài ảo, giả mạo danh nghĩa cơ quan, tổ chức giới thiệu là cán bộ Ủy ban xã/phường, cảnh sát khu vực,…
Thị trường chứng khoán ngày 07/7: Ngân hàng và chứng khoán dẫn sóng, VN Index vượt đỉnh 1.400 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 07/7: Ngân hàng và chứng khoán dẫn sóng, VN Index vượt đỉnh 1.400 điểm

Thị trường mở đầu tuần mới với một phiên tăng điểm ấn tượng, khi VN Index lần đầu vượt mốc 1.400 điểm kể từ đầu năm 2022. Dòng tiền bùng nổ ở nhóm ngân hàng và chứng khoán, cùng lực đẩy mạnh mẽ từ khối ngoại, đã tạo nên tâm lý phấn khởi trên toàn thị trường.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/7/2025: Tuổi Mùi chú ý hành xử, tuổi Tý vô cùng thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/7/2025: Tuổi Mùi chú ý hành xử, tuổi Tý vô cùng thuận lợi

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 8/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Khi trí tuệ nhân tạo thúc đẩy cuộc cách mạng sản xuất thông minh

Khi trí tuệ nhân tạo thúc đẩy cuộc cách mạng sản xuất thông minh

Ngành sản xuất toàn cầu đang đối mặt với một bước ngoặt mang tính cách mạng, khi trí tuệ nhân tạo (AI) đang chuyển hóa các quy trình truyền thống thành những hệ thống thông minh, linh hoạt và có khả năng dự đoán. Trong khi tỷ lệ áp dụng AI trong sản xuất đang tăng nhanh, thị trường AI trong lĩnh vực này được dự báo sẽ đạt mốc 8,57 tỷ USD vào năm 2025.
Kinh tế Việt Nam ghi nhận những tín hiệu tăng trưởng tích cực

Kinh tế Việt Nam ghi nhận những tín hiệu tăng trưởng tích cực

Bất chấp những bất ổn kinh tế thế giới và áp lực nội tại, Việt Nam vẫn ghi nhận mức tăng trưởng GDP 6 tháng đầu năm lên tới 7,52% – cao nhất trong hơn một thập kỷ. Các trụ cột công nghiệp, dịch vụ, tiêu dùng nội địa phục hồi mạnh mẽ, lạm phát được kiểm soát, doanh nghiệp khởi sắc. Tuy nhiên, nửa cuối năm sẽ là thử thách thực sự khi sức cầu toàn cầu suy yếu, rủi ro địa chính trị gia tăng và áp lực cải cách nội tại chưa giảm nhiệt.
Nhận định phiên giao dịch ngày 07/7: VN Index đứng trước thử thách lớn tại vùng 1.400 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 07/7: VN Index đứng trước thử thách lớn tại vùng 1.400 điểm

VN Index tiếp tục giữ đà tăng trong phiên cuối tuần qua nhờ lực đẩy từ nhóm cổ phiếu trụ và thị trường đang tiến gần vùng kháng cự quan trọng. Trong bối cảnh này, phiên giao dịch ngày 7/7 được dự báo sẽ đối mặt với áp lực rung lắc ngắn hạn, buộc nhà đầu tư cần cẩn trọng trong chiến lược mua bán, đặc biệt với các nhóm cổ phiếu đầu cơ và những mã đã tăng nóng.
Quảng cáo
moxa