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
AI công nghiệp: Động lực mới của chuyển đổi số trong sản xuất hiện đại

AI công nghiệp: Động lực mới của chuyển đổi số trong sản xuất hiện đại

Trong giai đoạn chuyển đổi mạnh mẽ của ngành công nghiệp toàn cầu, chuyển đổi số đã trở thành một nhiệm vụ mang tính sống còn đối với các doanh nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, dù nhận thức được tầm quan trọng, không ít công ty vẫn loay hoay trước các rào cản về hạ tầng dữ liệu, khả năng tích hợp hệ thống và năng lực của lực lượng lao động. Khi các doanh nghiệp phải đối mặt với áp lực tối ưu chi phí, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng, một công nghệ đang nổi lên như chất xúc tác quan trọng của sự thay đổi: trí tuệ nhân tạo công nghiệp (Industrial AI).
Luật Báo chí (sửa đổi): Bước tiến lớn trong quản lý và phát triển báo chí hiện đại

Luật Báo chí (sửa đổi): Bước tiến lớn trong quản lý và phát triển báo chí hiện đại

Sáng 10/12/2025, Quốc hội đã thông qua Luật Báo chí (sửa đổi) với 437/440 đại biểu tán thành (tương đương 92,39%). Luật gồm 4 chương, 51 điều, sẽ có hiệu lực từ ngày 1/7/2026, làm rõ cấu trúc hệ thống báo chí, bổ sung chính sách phát triển và điều chỉnh toàn diện hoạt động báo chí trong bối cảnh truyền thông số và công nghệ mới.
Đột phá thể chế để đưa KHCN thành động lực tăng trưởng mới

Đột phá thể chế để đưa KHCN thành động lực tăng trưởng mới

Trong bối cảnh công nghệ toàn cầu biến đổi nhanh chóng, Việt Nam đứng trước yêu cầu cấp bách phải hoàn thiện thể chế để tạo nền tảng tăng trưởng mới. Khoa học công nghệ (KHCN), đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đang trở thành những trụ cột then chốt giúp nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia và thúc đẩy mô hình phát triển dựa trên tri thức, dữ liệu và công nghệ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/12/2025: Tuổi Hợi cực kỳ đào hoa, tuổi Ngọ nhiều công việc khó

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/12/2025: Tuổi Hợi cực kỳ đào hoa, tuổi Ngọ nhiều công việc khó

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 11/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Quốc hội dự kiến thông qua 5 đạo luật tạo khung pháp lý cho AI, chuyển đổi số, công nghệ cao

Quốc hội dự kiến thông qua 5 đạo luật tạo khung pháp lý cho AI, chuyển đổi số, công nghệ cao

Việc Quốc hội chuẩn bị thông qua đồng thời 5 dự án luật trụ cột về chuyển đổi số, trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ cao, chuyển giao công nghệ và sở hữu trí tuệ, nối tiếp 5 luật đã được thông qua trước đó cho thấy quyết tâm chính trị rất cao trong việc “đi trước một bước về thể chế”, tạo nền tảng pháp lý mới cho phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo.
Thị trường chứng khoán ngày 10/12: Cổ phiếu họ Vin “đạp” chỉ số, VN Index mất gần 30 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 10/12: Cổ phiếu họ Vin “đạp” chỉ số, VN Index mất gần 30 điểm

Thị trường tiếp tục gây áp lực lên nhà đầu tư khi VN Index hình thành cây nến đỏ dài, mất gần 30 điểm. Trong đó, cổ phiếu họ Vin đồng loạt lao dốc, với VIC và VPL giảm sàn là nguyên nhân chủ yếu khiến chỉ số giảm sâu.
Realme ra mắt P4x: Màn hình 144Hz, chip Dimensity 7400 Ultra, pin 7.000mAh

Realme ra mắt P4x: Màn hình 144Hz, chip Dimensity 7400 Ultra, pin 7.000mAh

Realme vừa trình làng P4x - mẫu máy thứ ba của dòng P, hướng đến người dùng cần hiệu năng ổn định và thời lượng pin bền bỉ.
Nhận định phiên giao dịch ngày 10/12: VN-Index có thể duy trì vị thế hiện tại

Nhận định phiên giao dịch ngày 10/12: VN-Index có thể duy trì vị thế hiện tại

Dưới áp lực bán lan rộng trong phiên 9/12 khiến VN-Index chững lại sau chuỗi tăng dài, nhưng với tín hiệu hồi phục cuối phiên và dòng tiền duy trì ở mức cao, thị trường được dự báo tiếp tục rung lắc quanh vùng đỉnh trong phiên 10/12, trong khi xu hướng giữ vị thế vẫn chiếm ưu thế.
Tác động của yếu tố con người lên hệ thống quản lý an toàn bay trong kiểm soát không lưu

Tác động của yếu tố con người lên hệ thống quản lý an toàn bay trong kiểm soát không lưu

Bài viết xem xét vai trò của yếu tố con người trong hệ thống quản lý an toàn bay (SMS). Phân tích các khía cạnh chính về sự tác động của lỗi con người lên an toàn bay; xác định các nguyên nhân chính gây ra các sự cố liên quan đến kiểm soát viên không lưu được thực hiện. Sự cần thiết phải tích hợp các nguyên tắc về văn hóa an toàn và các phương pháp quản lý rủi ro bởi con người vào hoạt động của SMS được chứng minh. Các khuyến nghị nhằm cải thiện việc đào tạo và hỗ trợ tâm lý cho nhân viên kiểm soát không lưu được trình bày.
Hiệu trưởng công lập cần làm gì trong kỷ nguyên AI và tinh gọn bộ máy?

Hiệu trưởng công lập cần làm gì trong kỷ nguyên AI và tinh gọn bộ máy?

Bộ Chính trị vừa ban hành Nghị quyết 71-NQ/TW về đột phá phát triển giáo dục và đào tạo ngay sau khi Việt Nam chính thức vận hành mô hình chính quyền địa phương 02 cấp từ ngày 01/7/2025. Theo Nghị quyết 71, các CSGD công lập cần phải tinh gọn bộ máy, xóa bỏ Hội đồng trường, thực thi việc trao quyền lãnh đạo toàn diện cho Bí thư cấp ủy kiêm Hiệu trưởng.
song-gia-tri