Modifikovani proizvodni proces koji je razvio tim Univerziteta u MiÄigenu (UM), spreÄava stvaranje litijumskog filma, održavajuÄi 97 odsto kapaciteta baterije nakon 100 ciklusa brzog punjenja na niskim temperaturama.
Inženjeri Univerziteta u MiÄigenu, razvili su modifikovani proizvodni proces EV baterija, koji znaÄajno poveÄava brzinu punjenja po hladnom vremenu. Ova inovacija se bavi jednim od najveÄih problema u vezi s usvajanjem elektromobila ā smanjenom efikasnoÅ”Äu na niskim temperaturama.
āZamiÅ”ljamo ovaj pristup kao neÅ”to Å”to bi proizvoÄaÄi baterija za elektriÄne automobile mogli da usvoje bez velikih promena u postojeÄim fabrikamaā, rekao je Nil Dasgupta, vanredni profesor maÅ”instva i nauke o materijalima na Univerzitetu MiÄigen.
Studija ukazuje na novi put za postizanje ekstremno brzog punjenja na niskim temperaturama bez žrtvovanja energetske gustine.
Litijum-jonske baterije koje koriste ovaj metod mogu da se pune 500% brže, Äak i na temperaturama od -10 stepeni Celzijusa. KljuÄno poboljÅ”anje dolazi u vidu modifikacije strukture i presvlaÄenja slojem koji spreÄava formiranje litijumskih naslaga na elektrodama, Å”to je uobiÄajeni problem koji degradira performanse baterije. Kao rezultat toga, ove baterije zadržavaju 97 odsto svog kapaciteta nakon 100 ciklusa brzog punjenja, u temperaturnim uslovima ispod taÄke smrzavanja.
Kako funkcioniŔe ova inovacija?
Standardne EV baterije skladiÅ”te i oslobaÄaju energiju kretanjem jona litijuma izmeÄu elektroda kroz teÄni elektrolit. MeÄutim, na niskim temperaturama, ovo kretanje se usporava, smanjujuÄi efikasnost baterije i brzinu punjenja. Da bi poveÄali autonomiju, proizvoÄaÄi su elektrode baterija napravili debljim, Å”to s druge strane usporava punjenje.
Ranije je Dasguptin tim razvio tehniku za poboljÅ”anje brzine punjenja stvaranjem kanala veliÄine 40 mikrona u anodi. KoristeÄi lasersko buÅ”enje, omoguÄili su jonima litijuma da se kreÄu slobodnije, poboljÅ”avajuÄi punjenje na sobnoj temperaturi. MeÄutim, hladno punjenje je ostalo izazov.
Tim je otkrio da je za to kriv hemijski sloj koji se formira na povrÅ”ini elektrode u hladnim uslovima. āTa glazura spreÄava punjenje cele elektrode, smanjujuÄi energetski kapacitet baterijeā, objasnio je Manodž Džangid, koautor studije.
Da bi ovo reÅ”ili, istraživaÄi su primenili tanak, 20-nanometarski stakleni premaz napravljen od litijum borata-karbonata. Ovaj metod je spreÄio formiranje problematiÄnog povrÅ”inskog sloja, a kada se iskombinuje s kanalima izbuÅ”enim laserom, rezultat se ogleda u 500 odsto bržem punjenju na niskim temperaturama.
āSinergijom izmeÄu 3D arhitetkure i veÅ”taÄkog interfejsa, ovaj rad može istovremeno da se pozabavi trilemom brzog punjenja na niskoj temperaturi, u cilju produžavanja vožnje jednim punjenjemā, izjavio je Tae Äo, novopeÄeni doktor maÅ”inskih nauka i prvi autor studije.
ReÅ”enje za zabrinutost potroÅ”aÄa
Mada se popularnost elektomobila poveÄala, kupci i dalje oklevaju da ih smeste u svoje garaže. Nedavno istraživanje AmeriÄke automobilske asocijacije otkrilo je da je procenat odraslih u Sjedinjenim Državama, koji Äe verovatno kupiti elektromobil, pao s 23 u 2023. na 18 odsto u 2024.
Jedna od najveÄih zabrinutosti vezana je za opadanje autonomije tokom zimskom perioda, u kombinaciji sa sporijim punjenjem. IzveÅ”taji pokazuju da se vreme punjenja baterija nekih vozila tokom proÅ”le zime produžilo za viÅ”e od sat vremena zbog niskih temperatura.
āPunjenje EV baterije traje 30 do 40 minuta, Äak i u sluÄaju agresivnog brzog punjenja, a to vreme se poveÄava na viÅ”e od sat vremena zimi. Ovo je bolna taÄka kojom želimo da se pozabavimoā, rekao je Dasgupta u saopÅ”tenju za javnost.
Istraživanje je sprovedeno u laboratoriji Battery Lab Univerziteta u MiÄigenu i MiÄigenskom centru za karakterizaciju materijala. Tim je podneo zahtev za zaÅ”titu patenta, uz podrÅ”ku Innovation Partnershipsa UM-a. U meÄuvremenu, Arbor Battery Innovations je licencirao tehnologiju kanala i radi na komercijalizaciji.
