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
Thúc đẩy mạnh mẽ đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số và xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia

Thúc đẩy mạnh mẽ đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số và xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia

Văn phòng Chính phủ có Thông báo số 624/TB-VPCP ngày 16/11/2025 kết luận Phiên họp lần thứ năm Ban Chỉ đạo của Chính phủ về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số và Đề án 06 (Ban Chỉ đạo của Chính phủ).
Trải nghiệm sáng tạo cùng workshop “Hành trang lính mới” tại Nhà hát Kịch Việt Nam

Trải nghiệm sáng tạo cùng workshop “Hành trang lính mới” tại Nhà hát Kịch Việt Nam

Tối 15/11, dự án văn hoá nghệ thuật Mở Màn Mở Mang đã tổ chức thành công workshop “Hành trang lính mới” tại Nhà hát Kịch Việt Nam. Sự kiện được thiết kế như một không gian mở, nơi khán giả có cơ hội vừa thưởng thức nghệ thuật, vừa có thể trải nghiệm những hoạt động tương tác thú vị.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/11/2025: Tuổi Ngọ dễ bị lừa gạt, tuổi Dậu tin vui về lương thưởng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/11/2025: Tuổi Ngọ dễ bị lừa gạt, tuổi Dậu tin vui về lương thưởng

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 19/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 18/11: Lấy lại đà tăng cuối phiên, VN Index tiếp đà hồi phục

Thị trường chứng khoán ngày 18/11: Lấy lại đà tăng cuối phiên, VN Index tiếp đà hồi phục

Rung lắc ở giữa phiên tưởng như sẽ kéo thị trường vào một phiên điều chỉnh, nhưng lực cầu cuối phiên đã lấy lại sắc xanh nhẹ cho bảng điện tử. VN Index rút chân đẹp khỏi đường MA20 và tăng gần 6 điểm, củng cố kỳ vọng hướng về vùng 1.700 điểm.
Herbalife Vietnam đồng hành cùng Liên Đoàn Bóng Đá Việt Nam

Herbalife Vietnam đồng hành cùng Liên Đoàn Bóng Đá Việt Nam

Herbalife Vietnam đồng hành cùng Liên Đoàn Bóng Đá Việt Nam tổ chức buổi đào tạo về dinh dưỡng thể thao nâng cao cho các huấn luyện viên và cầu thủ bóng đá
Nhận định phiên giao dịch ngày 18/11: VN-Index thoát xu hướng điều chỉnh, tín hiệu tích cực trở lại

Nhận định phiên giao dịch ngày 18/11: VN-Index thoát xu hướng điều chỉnh, tín hiệu tích cực trở lại

Phiên giao dịch mở cửa tuần mới với những tín hiệu lạc quan khi VN-Index bật tăng mạnh trong phiên 17/11, qua đó thoát khỏi nhịp điều chỉnh kéo dài trước đó. Chỉ số không chỉ lấy lại mốc điểm quan trọng mà còn phát đi tín hiệu phục hồi – tích lũy tích cực, tạo nền tảng cho kỳ vọng cải thiện xu hướng trong những phiên tiếp theo
Sẽ có các chính sách mới nâng cao năng lực tự chủ công nghệ an ninh mạng

Sẽ có các chính sách mới nâng cao năng lực tự chủ công nghệ an ninh mạng

Trong kỷ nguyên số, an ninh mạng không chỉ là yêu cầu bảo vệ mà còn là động lực thúc đẩy đổi mới sáng tạo và làm chủ công nghệ. Trong đó, việc hướng đến thiết lập một khung pháp lý hiện đại, đồng bộ để tăng cường khả năng phòng vệ quốc gia, đồng thời mở ra không gian phát triển rộng hơn cho doanh nghiệp công nghệ Việt Nam là rất quan trọng.
Khi đam mê khoa học cất cánh: Những công trình xuất sắc tại Giải thưởng KHCN Sinh viên 2025

Khi đam mê khoa học cất cánh: Những công trình xuất sắc tại Giải thưởng KHCN Sinh viên 2025

Giải thưởng Khoa học và Công nghệ Sinh viên năm 2025 - sự kiện lớn nhất dành cho nghiên cứu trẻ đã mang đến bức tranh đa dạng về tư duy khoa học của sinh viên Việt Nam. Trong 628 công trình dự thi, nhiều nghiên cứu nổi bật của Đại học Bách khoa Hà Nội ghi dấu ấn mạnh mẽ nhờ tính ứng dụng cao, từ điều khiển drone, phương tiện tự hành tới mô hình AI phân vùng tổn thương da.
Liên hoan Phim châu Âu 2025 sẽ diễn ra tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh

Liên hoan Phim châu Âu 2025 sẽ diễn ra tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh

Hơn 20 bộ phim đại diện cho các nền văn hóa châu Âu sẽ đến với khán giả Việt Nam tại Liên hoan Phim châu Âu 2025, diễn ra từ 20/11 đến 6/12 tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Sự kiện do Phái đoàn EU phối hợp các đại sứ quán và tổ chức văn hóa châu Âu tổ chức, hứa hẹn mang đến một hành trình khám phá điện ảnh giàu nhân văn và sáng tạo.
Hà Nội triển khai ứng dụng iHanoi để chuẩn hóa dữ liệu phương tiện và giấy phép lái xe

Hà Nội triển khai ứng dụng iHanoi để chuẩn hóa dữ liệu phương tiện và giấy phép lái xe

UBND thành phố Hà Nội vừa ban hành Văn bản số 6043/UBND-ĐMPT về việc ứng dụng công nghệ để tổng rà soát, làm sạch dữ liệu đăng ký phương tiện và giấy phép lái xe trên địa bàn.
song-gia-tri