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
Đào tạo số - Chìa khóa chiến lược cho tương lai bán dẫn

Đào tạo số - Chìa khóa chiến lược cho tương lai bán dẫn

Đặt mục tiêu giành lại vị thế trong ngành bán dẫn toàn cầu, Hoa Kỳ giờ đây đối mặt với một thách thức khác - không phải ở công nghệ, mà ở con người. Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn (SIA), đến năm 2030, Mỹ sẽ thiếu hơn 67.000 kỹ thuật viên vận hành nhà máy, lực lượng cốt lõi để duy trì hoạt động của các “fab” chip. Trong bối cảnh nhu cầu nhân lực am hiểu kỹ thuật số, mô phỏng và trí tuệ nhân tạo trở nên cấp bách, đào tạo số (Virtual Training) đang nổi lên như “bước nhảy thế hệ”, mở ra hướng tiếp cận mới trong đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật cho ngành bán dẫn Mỹ.
Năm nguồn lực cơ bản cho phòng chống thiên tai

Năm nguồn lực cơ bản cho phòng chống thiên tai

Việt Nam là đất nước có hình chữ S, bờ biển dài 3.440 km, có vị trí địa lý độc đáo và thuận lợi ở biển Đông và Đông Nam Á. Tuy nhiên, việc nằm trong vành đai gió mùa Đông Nam Á cùng với địa hình đa dạng đồng nghĩa với việc Việt Nam là một trong những đất nước có vốn tài nguyên chịu nhiều thiên tai nhất trên thế giới và phải hứng chịu nhiều loại hình thiên tai khác nhau như bão, áp thấp nhiệt đới và cháy rừng, đặc biệt là lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn, sạt lở đất,…
Phó Chủ tịch Thường trực Dương Đức Tuấn đảm nhiệm điều hành UBND TP Hà Nội

Phó Chủ tịch Thường trực Dương Đức Tuấn đảm nhiệm điều hành UBND TP Hà Nội

Ông Dương Đức Tuấn, Phó Chủ tịch Thường trực UBND TP Hà Nội sẽ thay mặt Chủ tịch UBND TP Hà Nội Trần Sỹ Thanh lãnh đạo, chỉ đạo thực hiện các công việc của UBND TP Hà Nội từ ngày 8/11/2025.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/11/2025: Tuổi Sửu công việc thuận lợi, Tuổi Mão chịu nhiều áp lực

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/11/2025: Tuổi Sửu công việc thuận lợi, Tuổi Mão chịu nhiều áp lực

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 08/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 7/11: Thị trường “lao dốc”, VN Index mất mốc tâm lý 1.600 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 7/11: Thị trường “lao dốc”, VN Index mất mốc tâm lý 1.600 điểm

Phiên giao dịch ngày 7/11 khép lại với cú “lao dốc” bất ngờ của thị trường. Lực bán áp đảo khiến VN Index lao thẳng xuống dưới mốc 1.600 điểm, tạo cây nến đỏ dài nhất trong tuần. Thanh khoản dù tăng mạnh nhưng dòng tiền bắt đáy vẫn “mất hút”, báo hiệu nhịp điều chỉnh chưa kết thúc.
Liên hiệp hội Việt Nam phát huy vai trò đội ngũ trí thức, đóng góp ý kiến Dự thảo Văn kiện Đại hội XIV của Đảng

Liên hiệp hội Việt Nam phát huy vai trò đội ngũ trí thức, đóng góp ý kiến Dự thảo Văn kiện Đại hội XIV của Đảng

Hội thảo “Góp ý Dự thảo các Văn kiện trình Đại hội XIV của Đảng” do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức sáng 7/11 tại Hà Nội là dịp để đội ngũ trí thức, nhà khoa học trong cả nước phát huy trí tuệ, đóng góp ý kiến tâm huyết nhằm hoàn thiện các văn kiện định hướng chiến lược cho giai đoạn phát triển mới của đất nước.
Robot hình người đầu tiên rước đuốc ở Trung Quốc

Robot hình người đầu tiên rước đuốc ở Trung Quốc

Trong một sự giao thoa ấn tượng giữa thể thao và công nghệ, một robot hình người tên "Kuavo" do Leju Robot phát triển đã có màn ra mắt lịch sử với tư cách là người rước đuốc đặc biệt trong lễ rước đuốc cho Đại hội Thể thao Quốc gia lần thứ 15 của Trung Quốc vào Chủ nhật, tượng trưng cho một bước nhảy vọt quan trọng của ngành công nghiệp trí tuệ nhân tạo (embodied intelligence) của nước này.
Đâu là cơ hội để doanh nghiệp khoa học công nghệ có thể bứt phá?

Đâu là cơ hội để doanh nghiệp khoa học công nghệ có thể bứt phá?

Ngay sau khi Luật KH&CN năm 2013 được ban hành, nhiều nghị định và thông tư hướng dẫn đã ra đời như Nghị định 95/2014/NĐ-CP, Nghị định 13/2019/NĐ-CP. Tuy nhiên, qua các giai đoạn tổng kết, kết quả vẫn chưa đạt con số như kỳ vọng.
Viettel kích hoạt mạng lưới ứng phó cấp cao nhất, bảo đảm thông tin thông suốt trước bão số 13

Viettel kích hoạt mạng lưới ứng phó cấp cao nhất, bảo đảm thông tin thông suốt trước bão số 13

Không chỉ là nhà mạng, Viettel một lần nữa thể hiện vai trò “xương sống” của hạ tầng thông tin quốc gia khi chủ động kích hoạt toàn bộ hệ thống ứng phó cấp cao nhất, trực chiến 24/24 để bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt trước bão số 13 (Kalmaegi).
Triển lãm Thiên văn học Amstro’s Gallery 2025: Hành trình "Aphelion" chạm tới giới hạn tri thức

Triển lãm Thiên văn học Amstro’s Gallery 2025: Hành trình "Aphelion" chạm tới giới hạn tri thức

Lấy cảm hứng từ “Aphelion” - điểm xa nhất trong quỹ đạo của các hành tinh quanh Mặt Trời, Amstro’s Gallery 2025 mở ra cơ hội để giới trẻ khám phá chiều sâu của Thiên văn học qua hơn 50 hoạt động trải nghiệm STEM hấp dẫn.
song-gia-tri