Proprietarii de vehicule electrice ar putea în curând să intre într-o stație de alimentare, să-și conecteze mașina, să meargă la toaletă, să ia o ceașcă de cafea și, în 10 minute, să scoată cu o baterie complet încărcată, potrivit unei echipe de ingineri.

minute

„Am demonstrat că putem încărca un vehicul electric în zece minute pentru o distanță de 200 până la 300 de mile”, a declarat Chao-Yang Wang, catedra de inginerie mecanică William E. Diefenderfer, profesor de inginerie chimică și profesor de știință și inginerie a materialelor și director al Centrului pentru motoare electrochimice din Penn State. „Și putem face acest lucru menținând 2.500 de cicluri de încărcare, sau echivalentul a jumătate de milion de mile de călătorie”.

Bateriile litiu-ion se degradează atunci când sunt încărcate rapid la temperaturi ambientale sub 50 grade Fahrenheit, deoarece, mai degrabă decât ionii de litiu care se introduc lin în anodii de carbon, litiul se depune în vârfuri pe suprafața anodului. Această placare cu litiu reduce capacitatea celulei, dar poate provoca, de asemenea, vârfuri electrice și condiții de siguranță ale bateriei.

Bateriile încălzite peste pragul de placare cu litiu, fie prin încălzire externă sau internă, nu vor prezenta placare cu litiu.

Cercetătorii își dezvoltaseră anterior bateria pentru a se încărca la 50 de grade F în 15 minute. Încărcarea la temperaturi mai ridicate ar fi mai eficientă, dar perioadele lungi de căldură ridicată degradează, de asemenea, bateriile.

"Încărcarea rapidă este cheia pentru a permite o introducere pe scară largă a vehiculelor electrice", a spus Wang.

Wang și echipa sa și-au dat seama că dacă bateriile ar putea încălzi până la 140 de grade F doar 10 minute și apoi să se răcească rapid la temperaturi ambiante, vârfurile de litiu nu s-ar forma și degradarea căldurii bateriei nu ar avea loc. Ei își raportează rezultatele în numărul de astăzi (30 octombrie) al Joule.

„Luarea acestei baterii la extrem de 60 de grade Celsius (140 de grade F) este interzisă în arena bateriei”, a spus Wang. "Este prea mare și este considerat un pericol pentru materiale și ar reduce drastic durata de viață a bateriei."

Răcirea rapidă a bateriei ar fi realizată folosind sistemul de răcire proiectat în mașină, a explicat Wang. Diferența mare de la 140 de grade la aproximativ 75 de grade F va contribui, de asemenea, la creșterea vitezei de răcire.

"Tendința de 10 minute este pentru viitor și este esențială pentru adoptarea vehiculelor electrice, deoarece rezolvă gama de probleme de anxietate", a spus Wang.

Adăugarea la reducerea anxietății de autonomie - teama de a rămâne fără curent fără niciun mod sau timp de reîncărcare - va fi, potrivit Reuters, înființarea a 2.800 de stații de încărcare în SUA, finanțate de penalizarea de peste 2 miliarde de dolari plătită de Volkswagen după ce a recunoscut că a înșelat emisiile de motorină. Aceste stații de încărcare vor fi în 500 de locații.

Bateria cu autoîncălzire folosește o folie subțire de nichel cu un capăt atașat la terminalul negativ și celălalt care se extinde în afara celulei pentru a crea un al treilea terminal. Un senzor de temperatură atașat la întrerupător face ca electronii să curgă prin folia de nichel pentru a finaliza circuitul. Acest lucru încălzește rapid folia de nichel prin încălzire prin rezistență și încălzește interiorul bateriei.

De asemenea, lucrează la acest proiect din Penn State și Xiao-Guang Yang, profesor asistent de cercetare; Teng Liu, student absolvent; Yue Gao, savant postdoctoral; Shanhai Ge, profesor cercetător asistent; Yongjun Leng, profesor asistent de cercetare; și Donghai Wang, profesor, toți în Departamentul de Inginerie Mecanică.