- Mičiganas universitātes inženieri ir izstrādājuši jaunu elektrotransportlīdzekļu (EV) akumulatoru ražošanas procesu, kas ļauj uzlādēt piecas reizes ātrāk aukstā laikā.
- Inovācija koncentrējas uz litija jonu šūnu arhitektūras mainīšanu un stikla litija borāta-karbonāta pārklājuma iekļaušanu, lai uzlabotu veiktspēju sasalšanas apstākļos.
- Jaunā tehnoloģija risina galvenās patērētāju problēmas attiecībā uz EV veiktspēju un uzlādes ātrumu ziemā, potenciāli veicinot EV pieņemšanu.
- Šī tehnika izmanto lāzerus, lai izveidotu ceļus akumulatora anoda iekšienē efektīvai litija jonu kustībai, uzlabojot gan uzlādes ātrumu, gan diapazonu.
- Šī akumulatora projekta ieviešanu atbalsta Mičiganas Ekonomikas attīstības korporācija, un komercializācijas centieni tiek veikti ar Arbor Battery Innovations starpniecību.
- Šis progress ir būtisks solis uz ilgtspējīgu un uzticamu elektrisko transportu, neatkarīgi no sezonas.
Mūsdienīgs jaunievedums elektrotransportlīdzekļu (EV) akumulatoru tehnoloģijā ir gatavs transformēt to, kā mēs braucam, īpaši kad temperatūra krīt. Mičiganas universitātes inženieri ir atklājuši atjauninātu ražošanas procesu, kas varētu ļaut EV akumulatoriem uzlādēties piecas reizes ātrāk sasalšanas apstākļos, kas ir izrāviens, kas varētu novērst vienu no lielākajām šaubām, ar kurām saskaras potenciālie EV pircēji.
Iedomājieties: akumulators, kas iztur ziemas skarbo aukstumu, neupurējot nepieciešamo enerģijas blīvumu garām ceļojumiem. Pašreizējie EV akumulatori kļūst lēni aukstumā, to litija joni pārvietojas kā melase caur sasalšanas shēmām. Tas ierobežo gan uzlādes ātrumu, gan attālumu, ko varat nobraukt pirms nepieciešamības uzlādēt. Tradicionālie risinājumi ir redzējuši, kā automobiļu ražotāji sabiezina elektrodu slāņus, risinājums, kas samazina uzlādes ātrumu, lai iegūtu garāku diapazonu.
Inovatīvais risinājums, ko izstrādājusi Mičiganas universitātes komanda, slēpjas litija jonu šūnu arhitektūras un ārējo pārklājumu modificēšanā. Izmantojot lāzerus, lai izveidotu ceļus akumulatora anoda iekšienē, viņi ir ļāvuši litija joniem pārvietoties ātri, pat uz elektrodu dziļumiem. Tāpat kā meistara griešana cauri izturīgam maizes klaipam, šī tehnika nodrošina vienmērīgu sadalījumu un ātrāku uzlādi.
Bet pati īstā alķīmija notika, kad pētnieki iedziļinājās aukstās uzlādes dilemmā. Aukstajā laikā reakciju slānis pārklāj elektrodu, apgrūtinot ātru uzlādi. Iedomājieties, ka mēģināt izplatīt aukstu sviestu; tas ir pretestība, kas šeit darbojas. Mičiganas komanda atklāja, ka stikla slānis ar litija borāta-karbonāta, kas ir tikai nanometru biezs, pārvar šo izaicinājumu, ļaujot ātri un bez šķēršļiem pārvietoties joniem, pat sasalšanas temperatūrās.
Sekas ir monumentālas nozarei, kas ir gatava attālināties no fosilajiem degvielas transportlīdzekļiem. EV pieņemšana ir grūta, jo patērētāji ir bažīgi par uzlādes laikiem, kas kļūst sarežģītāki ziemas aukstumā. Nesen veikta aptauja parādīja ievērojamu amerikāņu pieaugušo skaita samazināšanos, kas ir ieinteresēti EV pirkšanā, norādot uz samazinātu ziemas diapazonu un pagarinātiem uzlādes laikiem kā galveniem iemesliem. Jaunā akumulatora dizains sola mazināt šīs bažas, nodrošinot ātru uzlādi un garu diapazonu jebkuros laika apstākļos.
Šī ievērojamā inovācija nav tikai teorētiska. Komanda strādā pie šīs laboratorijas brīnuma pārvēršanas ražošanas procesā, ko atbalsta Mičiganas Ekonomikas attīstības korporācija. Arbor Battery Innovations ir gatava komercializēt tehnoloģiju, apliecinot taustāmu nākotni, kas gaida EV vadītājus.
Pasaulē, kas arvien vairāk apzinās savu vides nospiedumu, tādi izrāvieni kā šis virza mūsu kolektīvo ceļu uz ilgtspējīgu mobilitāti. Secinājums ir skaidrs: ceļš priekšā elektrotransportlīdzekļiem ir ne tikai zaļš, bet arī ātrs un izturīgs, iezīmējot ceļu uz pieejamāku un uzticamāku transportu visās sezonās.
Revolūcija EV akumulatoros: ātras uzlādes risinājumi visām sezonām
Zinātne aiz ātrākas uzlādes aukstumā
Mūsdienīgais izrāviens elektrotransportlīdzekļu (EV) akumulatoru tehnoloģijā, ko izstrādājuši Mičiganas universitātes inženieri, ir ieviesis jaunu ražošanas procesu, kas risina vienu no vissvarīgākajām hindrēm EV pieņemšanai: akumulatoru veiktspēju aukstā laikā. Šī inovācija ietver litija jonu šūnu arhitektūras un pārklājumu mainīšanu, lai uzlabotu uzlādes ātrumu, pat sasalšanas apstākļos.
Kā tas darbojas
1. Lāzeru izgriezti anodi: Izmantojot lāzerus, lai izveidotu ceļus akumulatora anoda iekšienē, litija joni var pārvietoties ātri, ļaujot īsākai uzlādei. Šī precizitātes metode ir līdzīga biezas maizes klaipa griešanai, nodrošinot vienmērīgu un ātru jonu sadalījumu.
2. Stikla pārklājums no litija borāta-karbonāta: Plāns slānis — tikai nanometru biezs — no litija borāta-karbonāta tiek uzklāts uz elektrodu. Šis pārklājums novērš pretestīgā slāņa veidošanos, kas parasti notiek aukstākās temperatūrās, veicinot jonu vienmērīgu kustību uzlādes laikā.
Potenciālā ietekme uz EV tirgu
Tirgus prognozes un nozares tendences
Automašīnu nozare ātri pāriet uz elektrifikāciju, un globālā elektrotransportlīdzekļu pārdošana tiek prognozēta dramatiski pieaugt tuvākajā desmitgadē. 2023. gadā uztraukuma dēļ par diapazonu un gariem uzlādes laikiem aukstā laikā joprojām ir būtiski šķēršļi potenciālajiem EV pircējiem. Mičiganas universitātes izrāvumi varētu būtiski mainīt patērētāju uztveri un palielināt EV pieņemšanu, īpaši reģionos ar aukstāku klimatu.
Drošība un ilgtspējība
Šī tehnoloģija ne tikai risina uzlādes ātrumu, bet varētu uzlabot arī kopējo akumulatora ilgstošumu un drošību. Novēršot pretestības uzkrāšanos, akumulatori varētu būt mazāk pakļauti termiskai bēgšanai, kas ir drošības jautājums ātras uzlādes laikā. Turklāt efektīva resursu izmantošana ražošanā labi atbilst ilgtspējības mērķiem.
Reālas lietošanas gadījumi
Inovācija solās būt noderīga gan personīgajiem, gan komerciālajiem transportlīdzekļiem. Reģionos, kur zima ir nozīmīgs šķērslis, šī tehnoloģija varētu ļaut EV īpašniekiem izbaudīt savus transportlīdzekļus bez kompromisiem visa gada garumā.
Priekšrocības un trūkumi
Priekšrocības:
– Ātra uzlāde aukstos apstākļos
– Iespējams palielināts akumulatora mūžs
– Uzticamāks diapazons
– Palielināta drošība, jo samazinātas pretestības slāņa veidošanās
Trūkumi:
– Pāreja no laboratorijas līdz masveida ražošanai var sastapt šķēršļus
– Sākotnējās izmaksas jaunas tehnoloģijas ieviešanai var būt augstas
Nākotnes prognozes
Kamēr Arbor Battery Innovations strādā pie šīs tehnoloģijas komercializācijas, mēs varam sagaidīt pakāpenisku piegādi sadarbībā ar transportlīdzekļu ražotājiem. Tas varētu novest pie nākamās paaudzes EV, kas piedāvā ne tikai vides ieguvumus, bet arī nepārspējamu ērtību un uzticamību visos laikapstākļos.
Rīcības ieteikumi
1. Patērētājiem: Uzziniet par gaidāmajām EV modeļu versijām, kas iekļauj modernas akumulatoru tehnoloģijas, īpaši ja dzīvojat apgabalos ar skarbu ziemu.
2. Automašīnu ražotājiem: Iesaistīšanās ar modernām akumulatoru inovācijām agrīnajā posmā varētu nostiprināt zīmolu kā līderus uzticamības un veiktspējas jomā dažādos klimatos.
3. Investoriem: Apsveriet iespējas uzņēmumos, piemēram, Arbor Battery Innovations, kas ir līderi EV akumulatoru tehnoloģiju progresā.
Kad pasaule virzās uz zaļākiem transporta risinājumiem, izrāvumi kā šis iezīmē ceļu uz izturīgāku un pieejamāku elektrisko mobilitāti.
[Mičiganas universitāte](http://umich.edu) | [Arbor Battery Innovations](http://arborbattery.com)