- Дослідники університету Мічигану розробили літій-іонну батарею, здатну на швидку зарядку в холодному кліматі.
- Традиційні літій-іонні батареї сповільнюються в холодних умовах через уповільнений рух іонів у рідкому електроліті.
- Команда представила 20-нанометрове скляне тверде електролітне покриття під назвою LBCO, що підвищує рух іонів для швидкої зарядки.
- LBCO дозволяє ефективну зарядку при температурах до -10°C без значних змін у існуючих виробничих процесах.
- Під час тестування батарея з покриттям LBCO зберегла понад 92% ємності після 100 циклів за швидкої зарядки 4C у холодних умовах.
- Ця інновація обіцяє швидшу та більш надійну зарядку електричних автомобілів (EV), збільшення терміну служби батареї та сприяє ширшому впровадженню EV у холодних регіонах.
- Arbor Battery Innovations готова до комерціалізації цієї перспективної технології.
Уявіть, що ви під’їжджаєте до станції зарядки в морозний зимовий день, ваша батарея електричного автомобіля (EV) майже порожня, і спостерігаєте з захопленням, як вона заряджається до повної ємності всього за 10 хвилин. Це бачення більше не є віддаленою мрією, а невід’ємною реальністю, завдяки проривним дослідженням університету Мічигану. У дивовижному стрибку вперед для технології EV дослідники створили літій-іонну батарею, здатну витримувати найсуворіші холодні кліматичні умови, зберігаючи при цьому зручність блискавично швидкої зарядки.
В основі цієї інновації лежить розумне рішення давнього зручного питання. Традиційно літій-іонні батареї значно сповільнюються при низьких температурах, що призводить до затримок у часі зарядки та зменшення ефективності. Причина? Уповільнений рух літієвих іонів через рідкий електроліт батареї, що можна порівняти з намаганням рівномірно намазати холодне масло на хліб, за словами Ніла Дасгупти, експерта з механічної інженерії, залученого до проєкту. Щоб протистояти цій холодній проблемі, команда дослідників розробила покриття з однією іоною, що проводить електрику, з скляного твердого електроліту, мікроскопічний 20-нанометровий шар, який складає основу їхнього нового дизайну батареї.
Це складне скляне покриття, вдало назване LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃), функціонує як елегантна автомагістраль, що дозволяє іонам швидко проходити через електроди батареї, не стикаючись з відомими заторами, спричиненими накопиченням літієвого металу. Використовуючи такі техніки, як атомне шарове осадження, дослідники інтегрували LBCO в дизайн батареї, створивши рівний та ефективний шлях для швидкої зарядки, навіть при температурах, що падають до -10°C.
На відміну від попередніх спроб, які вимагали значних змін у хімії батареї або у виробництві, ця нова батарея легко інтегрується в існуючі процеси виробництва. Ця сумісність забезпечує більш плавний перехід від дослідницької лабораторії до ринку завдяки Arbor Battery Innovations, яка займається комерціалізацією цієї технології.
У строгих випробуваннях ця інноваційна батарея перевершила свої непокриті аналоги вражаючим відсотком. Зберігши понад 92% своєї ємності після 100 циклів при швидкої зарядки 4C, навіть в крижаних умовах, батарея з покриттям LBCO продемонструвала свою перевагу. Де немодифіковані батареї похитнулися під тиском холодних зарядок, версії з LBCO зберегли ефективну роботу, відзначаючи більше ніж 400%-ий приріст у швидкості зарядки.
Для власників електричних автомобілів ця розробка обіцяє не тільки швидшу та більш надійну зарядку взимку, але й потенційне збільшення терміну служби та ефективності батареї. Повідомлення чітке: з нагріванням ландшафту EV цей технічний дім відкриває нову еру зручності й сталого розвитку, прокладаючи шлях до ширшого впровадження електричних автомобілів у холодних регіонах. Слідкуйте за розвитком Arbor Battery Innovations — вони можуть незабаром стати двигуном для майбутнього автомобільних подорожей, незалежно від клімату.
Революційна технологія батарей EV: зарядка за 10 хвилин навіть у холоді!
В індустрії електричних автомобілів (EV) відбувається важливий прорив. Уявіть, що ви заряджаєте майже порожню батарею вашого електричного автомобіля до повної ємності всього за десять хвилин, навіть при найсуворіших зимових температурах. Ця футуристична реальність стала можливою завдяки передовим дослідженням, проведеним університетом Мічигану, що прокладає шлях для революційного дизайну літій-іонних батарей, здатних витримувати холодний клімат і забезпечувати блискавично швидку зарядку.
Основні факти та висновки
1. Проблема: Традиційні літій-іонні батареї значно сповільнюються в холодних температурах, що затримує час зарядки та зменшує ефективність. Це сповільнення відбувається через уповільнений рух літієвих іонів через рідкий електроліт батареї в холодних умовах.
2. Інновація: Дослідницька група університету Мічигану створила покриття з однією іоною, що проводить електрику, з скляного твердого електроліту, яке отримало назву LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃), що вирішує цю проблему. Завтовшки лише 20 нанометрів, це покриття дозволяє іонам пересуватися через батарею з мінімальним опором, навіть при температурах до -10°C.
3. Технологія: Завдяки атомному шаровому осадженню, LBCO безперешкодно інтегрується в дизайн батареї без необхідності значних змін у виробничих процесах. Ця сумісність полегшує перехід від досліджень до комерціалізації, що активно підтримується Arbor Battery Innovations.
4. Продуктивність: У тестах батарея з покриттям LBCO зберегла понад 92% ємності після 100 циклів при швидкій зарядці 4C — навіть в крижаних умовах — перевершивши непокриті батареї більше ніж на 400% в продуктивності.
Реальні випадки використання
– Перевага для холоднокліматичних регіонів: Ця розробка означає, що власники EV у холодніших регіонах можуть насолоджуватися надійною, швидкою зарядкою без тривоги за затяжні заряджання в морозну погоду.
– Збільшена ефективність: Швидші часи зарядки та покращена продуктивність сприяють подовженню терміну служби батареї та загальній енергоефективності електричних автомобілів.
Прогнози на ринку та тенденції галузі
Глобальний імпульс на чистішу, сталу енергію продовжує стимулювати інновації в технологіях EV. Згідно з даними BloombergNEF, глобальний ринок електричних автомобілів очікує зростання на понад 29% щорічно з 2020 по 2030 роки. Прогрес, такий як батарея з покриттям LBCO, є важливим для пришвидшення впровадження EV, особливо в районах із суворими зимами.
Переваги та недоліки
Переваги:
– Швидка зарядка: Значне зменшення часу зарядки підвищує зручність EV.
– Продуктивність у холодну погоду: Зберігає ефективність роботи, усуваючи проблеми із зарядкою в холоді.
– Сумісність: Може інтегруватися в існуючі виробничі процеси, знижуючи витрати для виробників.
Недоліки:
– Стадія розробки: Технологія в даний час переходить від лабораторних досліджень до комерціалізації, тому широке розповсюдження може зайняти час.
– Ризики нових технологій: Як і з будь-якою новою технологією, можуть виникнути непередбачувані проблеми з масштабуванням виробництва або довговічністю.
Дії та рекомендації
– Автомобілебудівники: Використовуйте прогрес, такі як LBCO, для покращення моделей EV, орієнтованих на ринки холодного клімату.
– Споживачі: Слідкуйте за новими технологіями батарей, оскільки вони можуть принести потенційні переваги з точки зору зручності та продуктивності.
– Інвестори: Розгляньте можливості в інноваційних технологіях батарей, оскільки вони мають потенціал суттєво змінити ландшафт EV.
Слідкуйте за новинами від Arbor Battery Innovations та університету Мічигану для останніх оновлень у технологіях високопродуктивних батарей. Для отримання додаткових відомостей про прогрес у EV та сталий транспорт завітайте на Університет Мічигану.