Pramonės naujienos

Proveržis leidžia nebrangiai įkrauti elektromobilio akumuliatorių vos per 10 minučių

2021-06-16
TEMOS:
Akumuliatorių technologija, energetika, Penn State universitetas, populiarus, elektromobilių akumuliatorius
PENN STATE UNIVERSITY 2021 m. Sausio 18 d



Pensilvanijos inžinierių komanda kuria termiškai moduliuojamą akumuliatorių, skirtą masinės prekybos elektromobiliams be nuotolio ir su neprilygstamu saugumu, nebrangiai ir be kobalto. Kreditas: Chao-Yang Wang laboratorija, Penn State.

Pasak „Penn State“ inžinierių, kurie žiūri į ličio geležies fosfato akumuliatorius, kurių nuotolis yra 250 mylių, komanda, praeities dalykas, gali būti praeities nerimas, baimė išsikrauti prieš įkraunant elektromobilį. su galimybe įkrauti per 10 minučių.

„Mes sukūrėme gana protingą akumuliatorių, skirtą masinės rinkos elektromobiliams, kurių kaina yra lygi su vidaus degimo varikliais“,-sakė Chao-Yang Wang, William E. Diefenderfer, mechanikos inžinerijos katedra, chemijos inžinerijos profesorius ir medžiagų mokslų profesorius. ir inžinerijos, ir Penn State valstijos elektrocheminių variklių centro direktorius. „Daugiau nerimo diapazone nėra ir ši baterija yra prieinama.“

Mokslininkai taip pat teigia, kad baterija turėtų būti tinkama nuvažiuoti 2 mln.

Šiandien (2021 m. Sausio 18 d.) „Nature Energy“ jie praneša, kad raktas į ilgaamžiškumą ir greitą įkrovimą yra akumuliatoriaus gebėjimas greitai įkaisti iki 140 laipsnių pagal Celsijų, įkrauti ir išsikrauti, o tada atvėsti, kai akumuliatorius neveikia.

„Labai greitas įkrovimas leidžia sumažinti akumuliatoriaus dydį, nekeliant nerimo dėl nuotolio“, - sakė Wangas.

Baterija naudoja savaiminio šildymo metodą, anksčiau sukurtą Wango centre. Savaime kaitinančiai baterijai naudojama plona nikelio folija, kurios vienas galas pritvirtintas prie neigiamo gnybto, o kitas tęsiasi už kameros ribų, kad sukurtų trečią gnybtą. Kai elektronai teka, jis greitai įkaitina nikelio foliją, kaitindamas pasipriešinimą, ir pašildo akumuliatoriaus vidų. Kai akumuliatoriaus vidinė temperatūra yra 140 laipsnių F, jungiklis atsidaro ir akumuliatorius yra paruoštas greitam įkrovimui ar iškrovimui.

Wang komanda modeliavo šią bateriją, naudodama esamas technologijas ir novatoriškus metodus. Jie teigia, kad naudodami šį savaiminio šildymo metodą jie gali naudoti pigias medžiagas akumuliatoriaus katodui ir anodui bei saugiam žemos įtampos elektrolitui. Katodas yra termiškai stabilus ličio geležies fosfatas, kuriame nėra brangių ir svarbių medžiagų, tokių kaip kobaltas. Anodas pagamintas iš labai didelių dalelių grafito, saugios, lengvos ir nebrangios medžiagos.

Dėl savaiminio šildymo mokslininkai teigė, kad jiems nereikia jaudintis dėl netolygaus ličio nusėdimo ant anodo, dėl kurio gali atsirasti pavojingų ličio šuolių.
„Ši baterija sumažino svorį, tūrį ir išlaidas“, - sakė Wangas. „Labai džiaugiuosi, kad pagaliau radome bateriją, kuri bus naudinga plačiai vartotojų masinei rinkai“

Pasak Wango, šios mažesnės baterijos gali pagaminti daug energijos kaitinant - 40 kilovatvalandžių ir 300 kilovatų galios. Jis sakė, kad elektromobilis su šia baterija gali įveikti nulį iki 60 mylių per valandą ir važiuoti kaip „Porsche“.
„Taip pakeisime aplinką ir neprisidėsime prie prabangių automobilių“, - sakė Wangas. „Leiskite visiems sau leisti elektromobilius.“

Nuoroda: „Termiškai moduliuojamos ličio geležies fosfato baterijos, skirtos masinės rinkos elektrinėms transporto priemonėms“, pateikė Xiao-Guang Yang, Teng Liu ir Chao-Yang Wang, 2021 m. Sausio 18 d., „Nature Energy“.
DOI: 10.1038/s41560-020-00757-7

Kiti Penn State tyrėjai, dirbantys prie šio projekto, buvo mechanikos inžinerijos profesoriaus padėjėjas Xiao-Guang Yang ir mechanikos inžinerijos doktorantas Teng Liu.

JAV Energetikos departamento Energijos efektyvumo ir atsinaujinančios energijos biuras ir Williamas E Diefenderferio fondas palaikė šį tyrimą.