Carica i veiculi elettrici in 10 minuti. è a vita di a bateria più longa grazia à ... riscaldamentu. Tesla hà avutu per dui anni, avà i scientisti l'anu inventatu

Hè cresce chì e cellule muderne di lithium-ion funzionanu megliu à a temperatura di l'ambienti, postu chì furniscenu un cumprumissu raghjone trà a velocità di carica è a degradazione di e cellule. In ogni casu, risulta chì u riscaldamentu prima di a carica permette di aumentà a putenza di carica è ùn hà micca influenza significativamente u cunsumu di a bateria.

Indice di cuntenutu

• Meccanismu da Tesla cù a ricerca scientifica
  • U prublema più grande cù e cellule di lithium-ion hè u litiu intrappulatu. Sia in SEI o grafite. È ancu menu lithium = menu capacità
  • Temperature più altu per un pocu tempu = carica sicura cù assai più putere
  • I risultati ? À a vostra manu: carica 200-500 kW è 20-50 anni di vita di a bateria

Tesla hà aghjustatu un mecanismu di preriscaldamentu di a batteria à i so veiculi in 2017. à basse temperature. Hè presumitu chì questu aumenterà a gamma di volu in l'invernu è accelerà a carica durante u clima fretu. In ogni casu, u riscaldamentu è u rinfrescante in sè stessu ùn era micca una scuperta speciale, assai pruduttori utilizanu cellule attivamente rinfriscate / riscaldate o pacchetti di batterie cumpletu.

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A chjave si vultò Riscaldamentu in modu chì accelerà u prucessu di carica senza dannà e cellule.... Sembra chì dopu à l'aghjurnamentu hè diventatu chjaru chì a temperatura deve esse per riduce u downtime in u caricatore. A funzione di preriscaldamentu di a batteria prima di cunnette à u Supercharger (preriscaldamentu eventualmente in 2019: riscaldamentu di a batteria in strada) hè stata inclusa in permanenza in u software da quandu u Supercharger v3 hè stata prima in marzu 2019:

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I scientisti di u Centru per i Motori Elettrochimichi di l'Università di Penn State anu appena dimustratu chì Tesla avia ragione. È questu significa e vitture elettriche sò caricate in 10 minuti z cù una capacità di parechji centu kilowatts i ùn vi preoccupate micca di a degradazione di a capacità di a bateria per decennii, finu à chì a temperatura à a quale i celi sò cale hè precisamente sceltu.

Ma partemu da u principiu:

U prublema più grande cù e cellule di lithium-ion hè u litiu intrappulatu. Sia in SEI o grafite. È ancu menu lithium = menu capacità

Hè generalmente accettatu chì a temperatura di u funziunamentu ottimali per e cellule di lithium-ion hè a temperatura di l'ambienti... Per quessa, i miccanismi di rinfrescamentu attivu di a bateria assicuranu chì e cellule ùn si surriscaldenu micca troppu (dopu à tuttu, ùn hè micca sempre pussibule di mantene a nominali 20 gradi Celsius).

A temperatura di l'ambienti permette di rinfurzà a crescita di a capa passiva - a frazzioni solidificate di l'elettrolitu, chì s'accumula nantu à l'elettrodu è unisce i ioni di lithium; SEI - è prigiò di ioni di lithium in un elettrodu di grafite. Un aumentu di a temperatura significa chì i dui prucessi sò accelerati. Pudete vede questu dopu i testi iniziali.

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I scientisti di u Centru per i Motori Elettrochimichi anu verificatu chì E cellule di lithium-ion aduprate in i veiculi elettrici cuntenenu solu circa 50 carichi à 6 ° C. (vale à dì 6 volte più di a capacità di a cellula, per esempiu, una cellula di 0,2 kWh hè caricata cù una fonte di 1,2 kW, etc.).

Per paragone, i stessi ligami:

• ghjunghjenu facilmente 2 cariche à 500C (per una vittura cù una bateria di 40 kWh hè 40 kW, per una vittura cù una bateria di 80 kWh hè 80 kW, etc.),
• sò digià duratu solu 200 carichi à 4C.

À u listessu tempu, per "resistrà" significhemu una perdita di 20 per centu di u putere originale, perchè questu hè cumu si capisce u terminu in l'industria di l'automobile.

I ricercatori nantu à e cellule di lithium-ion anu pruvatu per anni à risolve stu prublema cambiendu a cumpusizioni di l'elettroliti o rivendu l'elettrodi cù diversi materiali per impediscenu l'intrappolamentu di ioni di lithium. Perchè sò i ioni di lithium chì si movenu in a bateria chì sò rispunsevuli di a so capacità.

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Piuttostu inespettatu, hè risultatu chì u prublema pò esse risoltu assai più faciule. Hè abbastanza à calà a cellula per riduce significativamente u prublema di intrappulà ioni di lithium. Sfurtunatamente, a temperatura più altu hà causatu una diminuzione di a capacità di a cellula in ogni modu: quandu l'encapsulazione di lithium in l'elettrodu era limitata, u prublema di crescita di a capa di passivazione (SEI) ùn hè micca risolta.

Micca cù un bastone, ma cù un bastone.

Temperature più altu per pocu tempu = carica sicura cù assai più putenza

Tuttavia, i scientisti di u dittu centru di ricerca anu sappiutu truvà una terra media. L'anu chjamatu Metudu di modulazione di temperatura asimmetrica... Calientanu l'elementu per 30 seconde à 48 gradi Celsius, è poi caricate per 10 minuti per chì u sistema infine funziona è a temperatura scende.

Perchè ci vole solu 10 minuti per carica? Eppo, à 6 C, questu hè abbastanza tempu per carricà a bateria à 80 per centu di a so capacità. 6 C significa alimentazione:

• 240 kW per Nissan Leaf II
• 400 kW per Hyundai Kona Electric 64 kWh,
• 480 kW per Tesla Model 3.

Quandu carica da 0 à 80 per centu, questa alta putenza richiede 10 minuti di downtime di u caricatore. Tuttavia, se u tassu di scaricamentu di a bateria hè più bassu (10 per centu, 15 per centu, ...), u prucessu di rifornimentu energeticu dura ancu menu di 10 minuti!

U mekanismu di rinfrescamentu di a bateria hà solu per assicurà chì a temperatura di a bateria ùn hè micca sopra à 50 gradi (i circadori dicenu 53 gradi Celsius) per limità a freccia à quale hè creata a strata di passivazione. À u listessu tempu, u cortu tempu di carica permette di accurtà u periodu di crescita.

I risultati ? À a vostra manu: carica 200-500 kW è 20-50 anni di vita di a bateria

I scientisti anu sappiutu dimustrà chì e cellule NMC622 trattate in questu modu sò capaci di sustene 1 carica cù una putenza di 700 C è una perdita di 6 per centu di capacità. 20 carichi ùn hè micca assai impressiunanti, ma se conducemu 1 km à l'annu è a bateria hà una capacità di 700 kWh, questu hè U risultatu hè trasfurmatu in 23 anni di funziunamentu.

Avemu aghjustatu chì i batterie è a gamma di veìculi ilettricu sò criscenti, è i polacchi di solitu viaghjanu menu di 20 80 chilometri annu, chì significa chì a capacità di a bateria deve falà à 30 per centu in circa 50 à XNUMX anni.

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Warto poczytać: modulazione asimmetrica di a temperatura per a carica ultra-rapida di batterie di lithium-ion

Foto d'apertura: galvanica (revestimentu di lithium) di l'elettrodu secondu a temperatura di a cellula (c) Centru di u mutore elettrochimicu

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