- Michigan’i ülikooli teadlased on välja töötanud läbimurde liitiumioonakude tehnoloogias, et tegeleda aeglase talvise laadimisega elektrisõidukites (EV).
- Uuendus võimaldab 500% kiiremat laadimist temperatuuridel, mis on nii madalad kui 14°F, kasutades ainulaadset tootmisprotsessi.
- Klaasjas kattekiht liitiumboraatkarbonaadist kiirendab ioonide voolu, tagades, et akud säilitavad külmakraadides pärast 100 kiiret laadimisringi kuni 97% oma mahust.
- Laseritehnika graveerib akude anoodidesse keerulisi teid, parandades ioonide liikumist ja laadimiskiirus.
- See edusamm tegeleb muredega, mis on seotud talvise vahemiku tõhususega, mis on heidutanud potentsiaalseid EV ostjaid.
- Kui seda laialdaselt rakendatakse, võib tehnoloogia revolutsiooniliselt muuta talvist sõidukogemust, pakkudes usaldusväärset ja tõhusat EV laadimist aastaringselt.
- Michigan’i majandusalgatuste toetusel on tehnoloogia turuletoomise lävel, mis tähistab olulist sammu säästva transpordi suunas.
Jääkülmad tuuled, mis pühivad üle Ann Arbori, on Michigan’i ülikooli teadlaste seas käivitanud revolutsiooni elektrisõidukite (EV) tehnoloogias—uus läbimurre, mis võib purustada ühe kõige suurema takistuse EV vastuvõtmisel: aeglane talvine laadimine. Selle uuenduse süda on muudetud tootmisprotsess liitiumioonakude jaoks, mis on loodud selleks, et hoida EV-del töötab kiiresti ja tõhusalt isegi kõige külmemates temperatuurides.
Kujutage ette külma hommikut, kus elektrisõiduki kiire laadimise mugavus all- nulliga tingimustes muutub sujuvaks reaalsuseks. See pilt ei pruugi varsti olla lihtsalt unistus, tänu Neil Dasgupta ja tema meeskonna silmapaistvatele saavutustele U-M esinduses. Luues läbimurdeline meetod akude laadimiseks 500% kiiremini temperatuuridel, mis on nii madalad kui 14 kraadi Fahrenheiti, muudavad need insenerid sooja suve mirage’i külmaks talve tõeks.
Dasgupta meeskond avastas, et liitiumioonakusid, mida traditsiooniliselt häirivad külma ilmaga hirmutavad liitiumi naastud, saab muuta ainulaadse struktuuri ja kattega. Katta—klaasjas kiht, mis on valmistatud liitiumboraatkarbonaadist—kutsub esile peene käsitöö puudutuse. See on vaid 20 nanomeetrit paks, kuid see õrn kiht kiirendab märgatavalt ioonide voolu, võimaldades akudel külmades tingimustes säilitada pärast sada kiiret laadimisringi kuni 97% oma mahust.
Suurendades nii vahemikku kui ka laadimiskiirus, kasutasid teadlased lasertehnikaid, mis sarnanevad meistrijalakunstniku poolt kaunistatud teede loomisele anoodides. Need teed, mille laius on umbes 40 mikronit, muudavad akud hästi sillutatud maanteedeks, lastes ioonidel sujuvalt liikuda, andes EV-dele uut energiat.
See ettevõtmine, mis ei piirdu labori loovuse piiridega, vastab hädavajalikele reaalsuse nõudmistele. Kuna AAA uuringu näitajad näitavad, et ameeriklaste huvi EV-de ostmise vastu väheneb—peamiselt seetõttu, et talvised vahemikud ja laadimise tõhusus jäävad soovituks—on need edusammud lootuse majakad. U-M tehnoloogia tegeleb otse külmakliima peavalude probleemidega, millega seisavad silmitsi potentsiaalsed EV ostjad, kes pelgavad aeglase laadimise ajastuse tõttu talvel.
Tagajärjed on tugevad; kui see laiemalt rakendatakse, võib see muuta talvise sõidukogemuse. Kujutage ette EV maailma, kus talved ei takista teie teekonda, kus kiire ja tõhus laadimine on detsembris sama usaldusväärne kui juulis. Arbor Battery Innovations, mille toetuseks on Michigan’i majandusarengu algatused, on valmis selle turule tooma.
Kliimamuutustega toime tuleva maailma kontekstis pakub Michigan’i ülikooli insenertehniline oskus mitte ainult lahendust, vaid revolutsiooni. See ei ole lihtsalt uuendus; see on rohelisema ja usaldusväärsema tuleviku avamine, mis on antud iga märkamatult voolava iooniga. Kui takistused lagunevad, areneb EV tehnoloogia maastik kiiresti, kutsub nii ökoteadlikke sõitjaid kui ka skeptilisi talvesõitjaid hüppama elektrifitseeritud maailma.
Läbimurde Akutehnoloogia: Laadimise EV-sid 500% kiiremini talvise külma korral
EV-de areng: murdes talve mõju laadimisele
Elektrisõidukid (EV) on kriitilise tähtsusega globaalsete säästlikkuse eesmärkide saavutamismiseks, kuid nende vastuvõtt takerdub sageli talvise laadimise tõhususe tõttu. Michigan’i ülikooli teadlased on pioneerid, kes on välja töötanud läbimurde, mis võiks revolutsiooniliselt muuta talvise EV kasutamise, luues muudetud liitiumioonakude tootmisprotsessi, mis purustab selle külma illusiooni. Siin on mõned olulised ülevaated ja tegevuskavad, mis laiendavad seda juhtivat tööd.
Tehniline süvitsi minek: Kuidas see töötab
1. Uuenduslik kate ja struktuur
– Liitiumboraatkarbonaadi kate: Michigan’i ülikooli meeskond kasutas vaid 20 nanomeetri paksust klaasjat kaitsekihist, mis oli välja töötatud liitiumboraatkarbonaadist. See minimeerib liitiumiplaate, mis on tuntud tegur, mis vähendab akude efektiivsust külmades kliimates, võimaldades seega tõhusat ioonivoolu isegi all- nulli temperatuuridel.
2. Parandatud anoodi disain
– Laserteed: Kasutades lasertehnikaid, mis on sarnased vääriskivide lõikamisega, oli anoodidesse keeruliselt nikerdatud 40 mikroni laiuselt teed. See disain edendab maanteelaadset ioonivoolu, kiirendades energiat taastumist ja säilitades kuni 97% laadimismahust pärast 100 kiiret laadimistsüklit.
Põhiküsimuste lahendamine
Miks on talvine laadimine väljakutse?
– Liitiumioonkeemia kipub madalatel temperatuuridel aeglustuma, kuna suureneb sisemine takistus, mis viib aeglasemate laadimiskiiruseni ja vähenenud vahemikku, mis on kriitiline takistus EV vastuvõtmiseks külmemates kliimates.
Kuidas see lahendus konkureerib?
– Traditsioonilised akud võitlevad tõhususega alla 32°F, mis sageli nõuab eeltöötlemist. See uus tehnoloogia pakub veenvat konkurentsieelist, pakkudes tugevat jõudlust temperatuuridel 14°F, pakkudes kiiremat laadimist ilma pikkade eeltöötlemise protsessita.
Reaalse maailma mõju ja tööstuse tagajärjed
Turuprognoos ja suundumused
– EV turu prognoositav aastane kasvumäär ületab 20%, seega võivad sellised uuendused käivitada edasise laienemise. Tootjate ulatuslik vastuvõtt on tähtis kiire turule sisenemise tagamiseks.
Säästlikkus ja majandus
– See areng rõhutab keskkonnasõbraliku lähenemise potentsiaali, vähendades talvise kuu jooksul oluliselt sõltuvust süsivesinikukütustest.
Plussid ja miinused
Plussid:
– Kiirendatud laadimine: 500% kiiremini külmades tingimustes, usaldusväärsem igapäevaste kommunaalteenuste jaoks.
– Mahutavuse säilitamine: Suur mahutavus laadsus tsüklite kaudu, mis on hädavajalik kauakestvuse ja jõudluse jaoks.
– Temperatuuri mitmekesisus: Töötab sarnastes külmades ja sooja keskkonnas, mis on hädavajalik nelja aastaaja sõiduks.
Miinused:
– Skaleerimise väljakutsed: Üleminek laborist täistoote tootmisskaalale võib silmitsi seista probleemidega, mis on seotud kulude ja tootmisadaptatsioonidega.
– Varajase vastuvõtu kulud: Esialgne tehnoloogia rakendamine võib kaasneda kõrgemate kuludega, kuni masstootmisel saavutatakse.
Tegevuskavad potentsiaalsetele EV ostjatele
1. Jälgige tehnoloogia arengut: Jälgige ülikoolide ja tootmispartnerite edusamme, kes võivad varsti pakkuda neid kiirete laadimissüsteeme.
2. Kaaluge piirkondlikke plaane: Kui olete külma ala elanik, jälgige EV mudeleid, mis rakendavad seda tehnoloogiat maksimaalse talvise efektiivsuse saavutamiseks.
3. Investeerige usaldusväärsetesse küttevõimalustesse: Lisage garaažilaadijad, mis pakuvad akude soojendamise mehhanisme ajutiste meetmetena.
Järeldus
Michigan’i ülikooli uued akutehnoloogia uuendused võivad mitte ainult tugevdada usaldust talvises EV kasutuses, vaid ka luua piiri, kus hooajaline üleminek on sujuv. Inimeste jaoks, kes kaaluvad EV-sse sukeldumist, võib juhtiv teadusuuringute ja praktiliste arengute järgimine aidata teha õigeaegseid ja informeeritud ostuotsuseid.
Lisaks teema ja uute tehnoloogiate kohta rohkem teada saamiseks külastage Michigan’i ülikooli ametlikku veebisaiti, et mõista käimasolevaid teadus- ja arendustegevuse projekte, mis võivad mõjutada homseid ökoloogiliselt sõbralikke lahendusi.