Play | EVS | Happy Faces C.
Tạo ra những chiếc xe điện sạc nhanh là con dao hai lưỡi. Một mặt, giảm thời gian sạc xuống từ vài giờ xuống vài phút là một bước quan trọng để làm cho EV trở nên hấp dẫn đối với người tiêu dùng - không ai muốn chờ đợi ở máy bơm trong một tiếng rưỡi. Nhưng nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc sạc nhanh pin ắc quy xe hơi gây cản trở hoạt động của nó.
Các công ty như Tesla và Porsche luôn đi đầu trong việc giải quyết vấn đề này, tạo ra một nỗ lực để thu hút người tiêu dùng đến EV của họ bằng cách tự hào về thời gian tính phí siêu nhanh của Drake. Nhưng việc đẩy nhanh quá trình sạc lại pin lithium-ion tạo ra một phản ứng hóa học, được gọi là mạ lithium, có thể làm hỏng nghiêm trọng pin của xe hơi theo thời gian. May mắn thay, một nhóm các nhà khoa học Mỹ đã khai thác sức mạnh của công nghệ tia X để hiểu rõ hơn về hiện tượng này để phát triển pin tốt hơn trong tương lai.
Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Khoa học năng lượng & môi trường, đặc biệt kiểm tra tế bào đồng xu, pin lithium-ion có thể sạc lại bằng điện cực than chì hoặc các thành phần tích điện dương và âm của tế bào. Bằng cách sử dụng một kỹ thuật được gọi là nhiễu xạ tia X phân tán năng lượng, các nhà nghiên cứu đã có thể chụp được một bộ phim điện tử của các pin bắt đầu gặp trục trặc trong quá trình sạc nhanh. Điều này đã cho họ một bức tranh rõ ràng về cách thức mạ lithium có thể xảy ra trong các tế bào lớn hơn nhiều cuối cùng sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ô tô và điện thoại thông minh.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng chất điện phân - hay chất lỏng trong pin lithium-ion mang điện tích giữa các điện cực - có xu hướng đông cứng lại gần dải phân cách, một màng giữa các điện cực tế bào. Daniel Abraham, một nhà khoa học về pin tại Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và là đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích cách thức này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về chính xác Điều gì gây ra sự suy giảm nhanh chóng này.
Bạn có thể mong đợi rằng từ ý nghĩa thông thường, ông nói trong một tuyên bố. Tuy nhiên, bằng cách nhìn thấy chính xác cách thức phân phối lithium trong điện cực, chúng tôi đã đạt được khả năng xác định chính xác cách thức không đồng nhất trong thời gian sử dụng pin.
Nó chỉ ra rằng lithium làm cho cấu trúc tinh thể than chì mở rộng, dẫn đến một lượng nhỏ kim loại gần dải phân cách. Sau một thời gian, quá trình xây dựng này bắt đầu can thiệp vào khả năng tổng thể của tế bào, làm giảm phạm vi xe ô tô hoặc tổng thời lượng pin của điện thoại.
Hiện tại, cách duy nhất để ngăn chặn mạ lithium là tránh quá điện áp, theo Trung tâm Pin UPS. Đó là chính xác một tương thích với nhiệm vụ EV ngành công nghiệp EV để một ngày nào đó thực hiện ước mơ sạc nhanh của chúng tôi. Nhưng điều này có thể được giải quyết nếu các nhà khoa học pin tìm ra cách thay thế than chì bằng vật liệu ít kết tinh hơn.
Bây giờ, Áp-ra-ham và các đồng nghiệp đã tìm ra cách quan sát mạ lithium, họ dự định nghiên cứu pin tế bào túi lớn hơn được tìm thấy trong EVs và điện thoại thông minh. Bằng cách này, họ có thể làm việc hướng tới các giải pháp cụ thể để tạo ra pin lâu dài, có thể sạc nhanh, một sự phát triển mà sau khi đạt được sẽ chắc chắn gửi sóng xung kích qua một số ngành công nghiệp.