- Иновативен пробив в Университета на Мичиган е насочен към значително предизвикателство в индустрията за електрически превозни средства (EV): подобрена производителност на батериите при студено време.
- Разработен под ръководството на Нийл Дасгупта, новият дизайн на батерията зарежда пет пъти по-бързо при ниски температури до 14°F (-10°C).
- Иновативната технология използва микроскопски пътища и нова стъклена литиево-боратна-карбонатна покривка, за да ускори потока на йони и да предотврати натрупването, което влошава производителността на електродите.
- Тази технология намалява времето за зареждане с 500% при студени условия, като същевременно поддържа съхранението на енергия, което потенциално може да увеличи приемането на EV в студени климатични условия.
- Сътрудничеството с Корпорацията за икономическо развитие на Мичиган и Arbor Battery Innovations има за цел да комерсиализира това постижение, улеснявайки индустриалната адаптация.
- Университетът на Мичиган поставя нова база за преодоляване на бариерите на студеното време, подобрявайки използваемостта на EV и привлекателността им за широката публика.
Електрическо развитие от коридорите на Университета на Мичиган е на път да предизвика едно от най-големите препятствия в индустрията за електрически превозни средства (EV): производителността на батериите при студено време. Това иновативно развитие би могло да преопредели начина, по който EV удовлетворяват шофьорите в студени климатични условия, където ефективността на батериите става основен проблем.
Представете си, че можете да заредите електрическия си автомобил пет пъти по-бързо в замръзналата прегръдка на зимата. Инженерите от Университета на Мичиган са разработили ново решение, което изглежда готово да направи точно това. Ръководено от Нийл Дасгупта, доцент по механично инженерство и наука за материалите, изследователският екип откри модификация на батерията, която поддържа капацитета на батерията, като същевременно намалява времето за зареждане дори при температури толкова ниски, колкото 14°F (-10°C).
Традиционните литиево-йонни батерии зависят силно от деликатния танц на литиево-ионите между електродите чрез течна среда. Този процес става бавен, когато температурите паднат, което поставя предизвикателство и за мощността на батерията, и за скоростта на зареждането. За да се справят с това, автомобилостроителите удебеляват електродите, за да увеличат пробега, но това решение често води до по-малка достъпност на лития, което причинява бавно зареждане по време на студени периоди.
Иновативността на Университета на Мичиган умело съчетава микроскопски пътища и нова покривка, за да преодолее тези предизвикателства. Чрез гравиране на анодите с малки канали — подобни на сложни магистрали за литиеви йони — екипът е ускори потока на йони дълбоко в електродите. Техниката първоначално значително е подобрила времето за зареждане при стайна температура, но изследователите искали повече.
Ключът към успеха им при студено време лежи в стъклената покривка от литиево-борат-карбонат, обгръщаща батерията. С дебелина само 20 нанометра, този слой действа като освободителна обвивка, предотвратявайки натрупването, което вреди на производителността на електродите, което обикновено забавя скоростта на зареждане при ниски температури. Резултатът? Батерия, която може да зарежда 500% по-бързо в зимни условия, без да компрометира своя капацитет за съхранение на енергия.
Докато електрическите превозни средства постепенно навлизат в основния поток, нивата на приемане срещат трудности, дължащи се до голяма степен на недостатъци като дълго време за зареждане през студените сезони. В проучване, проведено от AAA, се установи, че броят на хората, които обмислят покупка на EV в Съединените щати, е спаднал, когато са очаквали намаления в пробега и удължаващи се времена за зареждане през зимата.
Решаването на ужасните времеви периоди на чакане през зимата — които в момента варират от 30 минути при бързо зареждане до над час, когато температурата спадне — е основна цел на проекта на Дасгупта. И с подкрепата от Корпорацията за икономическо развитие на Мичиган и Arbor Battery Innovations, готова да комерсиализира тази технология, пътищата към фабрично подготвена адаптация вече са в процес на изграждане.
Този технологичен скок не е просто академично упражнение, а обещаващ мост към широкоразпространено приемане на EV. Като се справя с проблема със студеното време, Университетът на Мичиган не само променя начина, по който гледаме на електрическата мобилност в предизвикателни климатични условия, но също така изпраща мощно послание за иновациите: няма преграда, която да е твърде висока или твърде студена за преодоляване.
Революционен пробив в EV: Как новата технология на батериите преодолява предизвикателствата при мразовито време
Предизвикателството на студеното време при EV
Индустрията за електрически превозни средства (EV), въпреки че преживява бърз растеж, се сблъсква със значителни предизвикателства — едно от най-належащите е производителността на батериите при студено време. Като температурите падат, ефективността и скоростта на зареждане на традиционните литиево-йонни батерии намаляват, което влияе на общата атрактивност на EV, особено в по-студените климатични условия. Инженерите от Университета на Мичиган наскоро въведоха иновативни решения за справяне с тези предизвикателства, които потенциално могат да трансформират ландшафта на приемането на EV в ледени региони.
Разбиране на иновацията на Университета на Мичиган
Пробивът на Университета на Мичиган се върти около модифицирането на традиционната структура на батериите, за да се подобри производителността в студени условия. Това постижение е ръководено от Нийл Дасгупта и неговия екип, които са внедрили микроскопски пътища в анодите на батерията и са въвели нова стъклена покривка. Ето как са го направили:
1. Микроскопски пътища: Екипът е проектирал анодите да имат малки канали, наподобяващи сложни магистрали, за да улеснят по-бързото движение на литиевите йони дори при ниски температури.
2. Стъклена покривка: 20-нанометрова покривка от литиево-борат-карбонат действа като бариера, предотвратяваща обичайното натрупване на електродите, което забавя скоростите на зареждане в студа.
Тези технологични мерки позволяват на батериите да се зареждат пет пъти по-бързо при мразовити температури от 14°F (-10°C), без да намаляват капацитета си за съхранение на енергия, което ги прави идеални за зимна употреба.
Последици за пазара на EV
Реални примери за ползване
Това развитие е от съществени значение за региони с тежки зими, където EV-те се борят да поддържат производителността си. Собствениците в такива области могат да очакват по-надеждно и по-бързо зареждане, затваряйки пропастта с конвенционалните автомобили на бензин в термини на удобство.
Пазарни тенденции и прогнози
Появата на тази технология е на път да увеличи доверието в EV, потенциално увеличавайки темповете на приемане в по-студените климатични условия. Според данните на AAA, опасенията относно диапазона и времето за зареждане при спада в зимата исторически са възпрепятствали потенциалните купувачи. Преодоляването на тази бариера може да доведе до нарастващо търсене на електрически превозни средства в северните региони.
Прогнози на индустрията
Докато сътрудничеството с търговски субекти като Arbor Battery Innovations напредва, тази технология може скоро да бъде интегрирана в основно производство. Това сътрудничество с Корпорацията за икономическо развитие на Мичиган предполага бърз път към комерсиализация, който вероятно ще преформатира бъдещия пазар на EV.
Въпроси, на които се отговаря
– Как cold weather affects EV performance? Студеното време забавя химическите реакции в литиево-йонните батерии, намалявайки ефективността и увеличавайки времето за зареждане.
– Какво прави решението на Университета на Мичиган различно? Техният подход иновационно съчетава физически модификации и химически покрития, за да ускори потока на йони и да предотврати натрупвания, които обикновено влошават производителността при студено време.
– Кога потребителите могат да очакват тези подобрения? Въпреки че не са посочени конкретни срокове за комерсиализация, текущите партньорства предполагат, че потребителите могат да видят тези иновации в течение на няколко години.
Плюсове и минуси на новата технология
Плюсове:
– По-бързо зареждане при студени температури
– Поддържа капацитета за съхранение на енергия
– Подпомага широко приемане на EV в студени климатични условия
Минуси:
– Начални разходи за внедряване
– Период на приспособяване за производителите
Препоръки за действия
За потребителите, които обмислят покупка на EV, обърнете внимание на производителите, които приемат тази технология. Засега, предварителното кондициониране на батерията преди зареждане и паркирането в гараж могат да помогнат да се смекчат текущите ограничения в студеното време.
Заключение
Наскоро направените подобрения на батериите от Университета на Мичиган предвещават обещаващо бъдеще за електрическите превозни средства, особено в райони, склонни към зимни мразове. Като адресира едно от най-големите предизвикателства на индустрията, тази иновация прокарва пътя за по-широко приемане на EV и потенциална промяна в пазарната динамика.
За допълнителна информация относно развиващия се свят на електрическите превозни средства, посетете Университета на Мичиган.