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
vaa
Tin bài khác
VIET INDUSTRY 2026: Kết nối hạ tầng, kiến tạo hệ sinh thái công nghiệp hiện đại

VIET INDUSTRY 2026: Kết nối hạ tầng, kiến tạo hệ sinh thái công nghiệp hiện đại

Viet Industry 2026 dự kiến diễn ra từ ngày 16-18/9/2026 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam (VEC). Triển lãm quy tụ 500 gian hàng từ hơn 20 quốc gia, dự kiến đón 15.000 khách tham quan chuyên ngành.
HASI và câu chuyện nâng cấp chuỗi công nghiệp hỗ trợ

HASI và câu chuyện nâng cấp chuỗi công nghiệp hỗ trợ

Đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số - xanh, phát triển nhân lực chất lượng cao và mở rộng hợp tác quốc tế là những trụ cột chiến lược của Hiệp hội Công nghiệp hỗ trợ TP.HCM (HASI). Đây là thông điệp được Chủ tịch HASI Võ Sơn Điền nhấn mạnh tại Đại hội bất thường nhiệm kỳ I (2025 - 2030) của HASI.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/1/2026: Tuổi Mão cơ hội giàu lên, tuổi Hợi tình cảm rạn nứt

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/1/2026: Tuổi Mão cơ hội giàu lên, tuổi Hợi tình cảm rạn nứt

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 7/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Bosch bắt tay NVIDIA và Microsoft, đưa AI trở thành "trí não" của buồng lái ô tô

Bosch bắt tay NVIDIA và Microsoft, đưa AI trở thành "trí não" của buồng lái ô tô

Sự hợp tác giữa Bosch, NVIDIA và Microsoft tại CES 2026 mở ra thế hệ buồng lái thông minh mới, nơi ô tô không chỉ là phương tiện di chuyển mà còn có khả năng tự học, hỗ trợ công việc và nâng cao an toàn cho người lái.
Thị trường chứng khoán ngày 6/1: Bùng nổ cuối phiên, VN Index chính thức vượt 1.800 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 6/1: Bùng nổ cuối phiên, VN Index chính thức vượt 1.800 điểm

Dòng tiền nhập cuộc vào cuối phiên đã giúp VN Index bứt phá mạnh mẽ, chính thức vượt mốc 1.800 điểm và xác lập đỉnh cao chưa từng có. Nhóm cổ phiếu trụ đồng loạt thăng hoa, đưa thị trường bước sang một trang mới ngay đầu năm.
Những điểm đáng lưu ý của Luật Trí tuệ nhân tạo sắp có hiệu lực

Những điểm đáng lưu ý của Luật Trí tuệ nhân tạo sắp có hiệu lực

Một nội dung quan trọng của Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) là quy định rõ các hành vi bị nghiêm cấm trong hoạt động trí tuệ nhân tạo. Trong đó, đáng chú ý là việc cấm lợi dụng AI để lừa dối, thao túng nhận thức con người; khai thác điểm yếu của các nhóm dễ bị tổn thương như trẻ em, người cao tuổi, người khuyết tật...
Nhận định phiên giao dịch ngày 6/1: Gom dần với tỷ trọng nhỏ cổ phiếu nắm giữ dài hạn

Nhận định phiên giao dịch ngày 6/1: Gom dần với tỷ trọng nhỏ cổ phiếu nắm giữ dài hạn

Phiên giao dịch ngày 6/1 được dự báo tiếp tục đối mặt với trạng thái rung lắc khi áp lực bán vẫn hiện hữu và tâm lý nhà đầu tư còn thận trọng. Trong bối cảnh xu hướng ngắn hạn kém tích cực, chiến lược phù hợp là duy trì danh mục hiện tại, hạn chế giải ngân mạnh và chỉ gom dần với tỷ trọng nhỏ đối với các cổ phiếu có nền tảng tốt cho mục tiêu nắm giữ dài hạn.
FANUC và NVIDIA mở ra kỷ nguyên mới của Physical AI trong robot công nghiệp

FANUC và NVIDIA mở ra kỷ nguyên mới của Physical AI trong robot công nghiệp

FANUC, nhà cung cấp robot và hệ thống tự động hóa nhà máy hàng đầu thế giới, đã chính thức hợp tác với NVIDIA nhằm đưa Physical AI vào sản xuất công nghiệp quy mô lớn, hướng tới thế hệ nhà máy thông minh tiếp theo.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 6/1/2026: Tuổi Dần hanh thuận, tuổi Tý vất vả

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 6/1/2026: Tuổi Dần hanh thuận, tuổi Tý vất vả

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 6/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Big Head BoBo -  robot chó AI tự hành với sức kéo 100 kg chính thức thử nghiệm công khai

Big Head BoBo - robot chó AI tự hành với sức kéo 100 kg chính thức thử nghiệm công khai

Sở hữu cấu trúc cơ khí mạnh mẽ, hệ thống cảm biến toàn diện và khả năng tính toán AI lên tới 128 TOPS, Big Head BoBo vừa được đưa vào chương trình thử nghiệm công khai. Sản phẩm đánh dấu bước tiến mới trong phân khúc robot tự hành sản xuất hàng loạt.
song-gia-tri