EV-urile ar putea percepe cu 500% mai rapid pe vremea sub-înghețată datorită trucului de fabricație simplu simplu

Vehiculele electrice ar putea încărca cu 500% mai rapid pe vreme rece, datorită unui nou proces de fabricație, sugerează cercetările.

Într -un nou studiu publicat pe 17 martie în Jurnal Jouleoamenii de știință au explicat cum ar putea îmbunătăți semnificativ ratele de încărcare a bateriei cu ioni de litiu la temperaturi de până la 14 grade Fahrenheit (minus 10 grade Celsius), prin modificarea proiectării structurale a bateriei și modificarea reacțiilor chimice care apar în timpul încărcării.

Cercetătorii au reușit să „obțină simultan încărcarea rapidă extremă la temperaturi scăzute, fără a sacrifica densitatea energetică a bateriei cu ioni litiu”, ” Neil DasguptaAutor de studiu și profesor asociat de inginerie mecanică și știință a materialelor la Universitatea din -Michigan, a spus într -un declaraţie.

Temperaturile reci limitează ratele de încărcare și reduc eficiența energetică globală din cauza proceselor chimice în joc în timpul încărcării.

Bateriile funcționează prin mutarea ionilor de litiu între două plăci de electrod într -o soluție de electrolit lichid. Acest proces este eficient la temperaturi mai calde, dar în condiții mai reci, lichidul de electrolit se îngroașă, reducând curenții electrici și, prin urmare, extinderea timpilor de încărcare.

Înrudite: Viitoarele mașini electrice ar putea parcurge mai mult de 600 de mile pe o singură încărcare datorită gelului de stimulare a bateriei

Este o problemă pe care producătorii au abordat -o în mai multe moduri, inclusiv creșterea grosimii electrozilor folosiți în celulele bateriei sau modificarea structurii bateriei în sine. Dar acești pași au agravat și mai mult problema. Un studiu din 2023 privind eficiența bateriei cu ioni de litiu a arătat modificări ale compoziției electroliților capacități de încărcare rapidăde exemplu.

Cercetătorii creează noi „căi” pentru ioni

În a Studiu anterior Publicate în 2020, cercetătorii au creat ceea ce au descris drept „căi” noi în anod – electrodul care primește ioni de litiu în timpul încărcării și trimite electroni la catod la capătul opus.

Pentru a crea aceste căi, cercetătorii au folosit lasere pentru a arunca găuri în straturile de grafit ale anodului, care au permis ionilor de litiu să se deplaseze mai repede, la rândul lor, ceea ce înseamnă că se pot încorpora mai repede în electrod.

Acest proiect anterior a accentuat timpii de încărcare, dar în condiții de vreme rece, a creat o acumulare de litiu pe anod. Această „placare”, a împiedicat electrodul să reacționeze cu lichidul de electrolit.

„Această placare împiedică încărcarea întregului electrod, reducând din nou capacitatea energetică a bateriei”, co-autor de studiu Manoj Jangida declarat un coleg principal de cercetare de la Universitatea din Michigan, Live Science.

Pentru a preveni formarea acestui strat, în noul studiu au acoperit bateria cu un material de 20 de nanometrul obținut din carbonat de borat de litiu. Cercetările anterioare în bateriile cu stare solidă au arătat că acest material a îmbunătățit eficiența livrării ionice.

În acest caz, acoperirea, combinată cu tehnica căilor a oferit o creștere de 500% a eficienței de încărcare a temperaturilor sub zero, au spus cercetătorii. Bateriile modificate folosind aceste tehnici au păstrat, de asemenea, 97% din capacitatea lor, chiar și atunci când au încărcat rapid de până la 100 de ori la temperaturi de subfreezing.

În timp ce studiul a fost limitat în domeniu, Dasgupta a spus că modificările sunt ușor de implementat la nivel de fabricație și ar putea avea implicații largi.

„Avem în vedere această abordare ca pe un lucru pe care producătorii de baterii EV l -ar putea adopta fără modificări majore la fabricile existente”, a spus Dasgupta.