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
Bộ KH&CN ra mắt logo mới, khẳng định khát vọng đổi mới trong kỷ nguyên số

Bộ KH&CN ra mắt logo mới, khẳng định khát vọng đổi mới trong kỷ nguyên số

Ngày 22/8 tại Đà Nẵng, trong buổi gặp mặt cán bộ hưu trí ngành Bưu chính, Khoa học và Công nghệ, nhân kỷ niệm 80 năm thành lập, Bộ KH&CN chính thức ra mắt logo mới sau hợp nhất, khẳng định khát vọng đổi mới, dẫn dắt công nghệ và khơi dậy tinh thần sáng tạo Việt Nam trong kỷ nguyên số.
Robot bốn chân siêu cơ động: Chạy, leo, nhảy và phá kính

Robot bốn chân siêu cơ động: Chạy, leo, nhảy và phá kính

Nhà phát triển robot Trung Quốc Unitree vừa giới thiệu A2 Stellar Explorer, một robot bốn chân hiệu suất cao có thể đạt tốc độ tối đa 5m/s (tương đương 18 km/h) nhanh gấp ba lần so với Spot của Boston Dynamics và mang tải trọng lên tới 25kg.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/8/2025: Tuổi Sửu một ngày may mắn, tuổi Dậu tiêu tốn tiền bạc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/8/2025: Tuổi Sửu một ngày may mắn, tuổi Dậu tiêu tốn tiền bạc

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 25/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tái cấu trúc hệ thống an toàn tại các nhà máy lọc dầu

Tái cấu trúc hệ thống an toàn tại các nhà máy lọc dầu

Ngày càng có nhiều nhà máy thay thế PLC bằng các hệ thống an toàn phần cứng có khả năng chống tấn công mạng, chi phí hợp lý, mang lại độ tin cậy mà không làm tăng thêm sự phức tạp.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/8/2025: Tuổi Mão vượng tài lộc, tuổi Mùi mua sắm quá đà

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/8/2025: Tuổi Mão vượng tài lộc, tuổi Mùi mua sắm quá đà

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 24/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Máy bay không người lái bay như chim qua các tòa nhà chọc trời, kiểm tra các trang trại gió ngoài khơi

Máy bay không người lái bay như chim qua các tòa nhà chọc trời, kiểm tra các trang trại gió ngoài khơi

Một loại máy bay không người lái với cánh cố định có khả năng đậu, xoay và lướt như chim cú vừa được các nhà khoa học đến từ Đại học Surrey (nước Anh) giới thiệu và đưa vào thử nghiệm.
Không gian văn hóa đọc giữa lòng di sản

Không gian văn hóa đọc giữa lòng di sản

Trong quần thể di tích Văn Miếu-Quốc Tử Giám, Hồ Văn từ lâu vốn gắn liền với nhiều hoạt động trải nghiệm và giáo dục di sản. Giờ đây, nơi này mang một diện mạo mới khi trở thành “Không gian văn hóa đọc Văn Miếu-Quốc Tử Giám” - điểm hẹn của những người yêu sách, yêu tri thức và mong muốn kết nối với cội nguồn văn hóa dân tộc.
Điểm chuẩn các nhóm ngành công nghệ và kỹ thuật từ 24 điểm trở lên

Điểm chuẩn các nhóm ngành công nghệ và kỹ thuật từ 24 điểm trở lên

Từ chiều 22/8, các trường đại học trên cả nước lần lượt công bố điểm chuẩn sau 10 lần lọc ảo, theo quy định xét tuyển của Bộ GDĐT. Các nhóm ngành công nghệ, công nghệ mũi nhọn, khoa học kỹ thuật của các trường đại học lấy điểm khá cao, trung bình khoảng từ 24 điểm trở lên theo thang 30 điểm THPT.
Ngành Tự động hóa có mức điếm cao thứ 3 ở Trường Đại học Bách khoa TP HCM

Ngành Tự động hóa có mức điếm cao thứ 3 ở Trường Đại học Bách khoa TP HCM

Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP HCM vừa công bố điểm chuẩn theo phương thức xét tuyển tổng hợp năm 2025. Ngành có điểm chuẩn cao nhất là Khoa học máy tính chương trình chuẩn, đạt 85.41 điểm. Trong khi đó, ngành Tự động hóa ở mức 80.77, Top 3 ngành điểm cao ở trường này.
Hội Tự động hóa Việt Nam tổng kết nhiệm kỳ V, định hướng nhiệm kỳ mới

Hội Tự động hóa Việt Nam tổng kết nhiệm kỳ V, định hướng nhiệm kỳ mới

Trong nhiệm kỳ V, Hội Tự động hóa Việt Nam đã đạt nhiều kết quả nổi bật về phát triển hội viên, kết nối doanh nghiệp, thúc đẩy nghiên cứu và truyền thông. Hội tiếp tục đặt mục tiêu đổi mới, mở rộng hợp tác và chuẩn bị cho Đại hội nhiệm kỳ VI, Hội nghị Khoa học và Triển lãm quốc tế VCCA 2026.
song-gia-tri