Phương pháp sạc mới có thể kéo dài tuổi thọ pin ít nhất 20%

Phương pháp sạc mới có thể kéo dài tuổi thọ pin ít nhất 20%

    Phương pháp sạc mới có thể kéo dài tuổi thọ pin ít nhất 20%

    Every cell in a battery pack is different, and deteriorates at a different rate. New research finds charging them differently can significantly extend the life of your entire pack
    Mỗi tế bào trong một bộ pin đều khác nhau và xuống cấp ở một tốc độ khác nhau. Nghiên cứu mới cho thấy việc sạc chúng theo cách khác có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của toàn bộ gói của bạn

    Nhiều tế bào tạo nên một bộ pin lithium không giống nhau; một số sẽ xuống cấp và chết nhanh hơn những cái khác. Nghiên cứu mới của Stanford đã phát hiện ra rằng toàn bộ pin có thể tồn tại lâu hơn nhiều nếu mỗi tế bào được xử lý sạc riêng.

    Có nhiều lý do tại sao các ô riêng lẻ trong một gói có thể trở nên yếu hơn các ô khác. Có thể có sự khác biệt trong sản xuất hoặc vật liệu. Có thể một số tiếp xúc với nguồn nhiệt nhiều hơn những nơi khác hoặc nằm ở những điểm khó làm mát hơn. Dù bằng cách nào, một tế bào pin đơn lẻ trung bình tồn tại lâu hơn so với bộ pin trung bình và chính những tế bào yếu này sẽ kéo theo cả con tàu.

    Simona Onori, trợ lý giáo sư về kỹ thuật khoa học năng lượng tại Trường Stanford Doerr cho biết: “Nếu không được xử lý đúng cách, sự không đồng nhất giữa các tế bào có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ, sức khỏe và sự an toàn của bộ pin và gây ra sự cố sớm cho bộ pin”. về Tính bền vững, đồng thời là tác giả của một nghiên cứu mới nhằm giữ cho các gói pin lithium hữu ích lâu hơn.

    Các sự kiện sạc và xả nhanh gây căng thẳng cho các tế bào pin và mặc dù chúng được thiết kế để chịu áp lực đó, nhưng đây là những thời điểm mà các tế bào yếu hơn phải chịu đựng và xuống cấp nhanh nhất. Vì vậy, nhóm Stanford đã tự hỏi liệu kỹ thuật tiêu chuẩn sạc tất cả các tế bào của pin ở cùng một tốc độ có thể làm tăng tốc độ chết của pin hay không.

    Các nhà nghiên cứu đã cẩn thận thiết kế một mô hình máy tính để kiểm tra lý thuyết của họ trong một khung thời gian tăng tốc, dẫn đến điều mà họ tin là mức độ chi tiết mô phỏng chưa từng có. Họ đã cố gắng thể hiện chính xác trạng thái vật lý và hóa học của pin, cũng như những thay đổi xảy ra liên quan đến một loạt ứng suất trong toàn bộ tuổi thọ của nó, bao gồm cả những thay đổi xảy ra trong vài giây, cho đến những thay đổi khác có thể mất tháng hoặc năm.

    Onori cho biết: “Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, chưa có nghiên cứu nào trước đây sử dụng loại mô hình pin đa cấp độ chính xác cao mà chúng tôi đã tạo ra.

    Sử dụng mô hình này, họ đã chạy một số mô phỏng so sánh phương pháp tính phí theo tốc độ cố định, tiêu chuẩn với các phương pháp khác, trong đó dung lượng của từng ô riêng lẻ đóng vai trò là chỉ báo về mức độ sạc mà nó có thể sử dụng. Lý thuyết ở đây là chỉ những tế bào khỏe nhất mới phải chịu áp lực cao nhất; các tế bào đã bắt đầu phân hủy sớm - vì bất kỳ lý do gì - nên được đối xử nhẹ nhàng hơn nhiều, với hy vọng ngăn chặn sự suy giảm cuối cùng của chúng.

    Nhóm phát hiện ra rằng bằng cách đặt riêng tốc độ sạc của từng ô, họ có thể giảm thiểu sự gia tăng nhiệt độ và sự xuống cấp của ô, đến mức các gói này có thể xử lý nhiều chu kỳ sạc/xả hơn ít nhất 20% so với pin sạc đồng đều – ngay cả khi sử dụng thường xuyên. sạc nhanh.

    Những hạn chế ở đây là khá rõ ràng; nếu bạn đang sạc nhanh xe điện hoặc pin điện thoại, thì bạn muốn nó sạc nhanh nhất có thể để bạn có thể quay lại với bất kỳ việc gì bạn đang làm và dưới một kiểu máy như thế này, một số ô nhất định trong pin của bạn đơn giản là sẽ không sạc nhanh như bình thường. Nếu bạn coi pin của mình ít nhiều là vật dụng dùng một lần và ô tô của bạn là thứ được thay thế vài năm một lần, bạn có thể thấy có bao nhiêu người tiêu dùng sẽ không quan tâm nếu họ đang đẩy nhanh thời gian chết của bộ pin. Đó là vấn đề của người khác.

    Mặt khác, không phải bạn thường sạc nhanh đến 100% khi đang vội và phần lớn các tế bào trong phần lớn pin đều ổn và có khả năng sạc nhanh. . Vì vậy, sự khác biệt về trạng thái sạc sau nửa giờ trên bộ sạc siêu tốc có thể không khác biệt nhiều trong kiểu sạc này và nếu pin có thể được kéo dài thời gian sử dụng hữu ích, thì điều đó tốt hơn cho mọi người – đặc biệt là với sức ép lithium điều đó dự kiến sẽ gây áp lực lên các nỗ lực khử cacbon trong những thập kỷ tới.

    Các nhà nghiên cứu cho biết mô hình sạc của họ có thể dễ dàng triển khai thông qua các thiết kế xe điện hiện có hoặc được sử dụng để hướng dẫn phát triển các hệ thống quản lý pin thế hệ tiếp theo. Họ cũng đề xuất mô hình tương tự có thể được áp dụng cho chu kỳ phóng điện, yêu cầu ít hơn từ các tế bào yếu hơn và nhiều hơn từ các tế bào mạnh hơn, để mang lại nhiều lợi ích hơn cho tuổi thọ của bất kỳ bộ pin nào chịu tải trọng cao. Thật vậy, một trong những tác giả của nghiên cứu hiện đang làm việc với tư cách là nhà nghiên cứu về pin tại nhà phát triển eVTOL Archer Aviation.

    Onori nói: “Pin lithium-ion đã thay đổi thế giới theo nhiều cách. “Điều quan trọng là chúng tôi nhận được càng nhiều càng tốt từ công nghệ biến đổi này và những người kế nhiệm nó sắp tới.”

    Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Giao dịch IEEE trên Công nghệ hệ thống điều khiển.

    Zalo
    Hotline