- חוקרים אמריקאיים פיתחו סוללת ליתיום-יון שיכולה להיטען במהירות, אפילו בטמפרטורות נמוכות עד -10 מעלות צלזיוס.
- החדשנות מתמקדת בציפוי אלקטרוליט זכוכיתי בעובי 20 ננומטר מסוג LBCO, שמגביר את תנועת הליתיום-יון ומאפשר טעינה מהירה בתנאי קור.
- המבצע הזה מאפשר לרכבים חשמליים לשמור על כ-70% קיבולת בטמפרטורות מתחת לאפס, comparé למפלה המסורתית ל-20%.
- הטכנולוגיה משתלבת בצורה חלקה עם תהליכי הייצור הנוכחיים, ומונעת שיפוצים יקרים במפעלי הייצור.
- תוצאות המבחן המRemarkable מראות ששימור הקיבולת של הסוללה מעל 90% לאחר 100 מחזורי טעינה מהירה, outperforming פתרונות קודמים.
- ההתקדמות הזו מפחיתה את השפעת מזג האוויר הקר על ביצועי רכבים חשמליים, מחזקת את הנוחות ומרחיבה את היתכנות התחבורה החשמלית ברחבי העולם.
בשיא מהפכה טכנולוגית לרכבים חשמליים, מדענים בארצות הברית פיתחו סוללת ליתיום-יון שתוכננה לשבור את הגבולות של טעינה בתנאי קור. ההתקדמות הזו, שנולדה באוניברסיטת מישיגן ומיועדת לשנות את נוף הרכב החשמלי, מבטיחה טעינה מהירה אפילו בטמפרטורות של מינוס 10 מעלות צלזיוס.
דמיינו את עצמכם גולשים לחניון מכוסה שלג, מחברים את רכבכם החשמלי ושולחים יד לקפה. כשאתם חוזרים, רק 10 דקות מאוחר יותר, הרכב שלכם נטען במלואו ומוכן להתמודד עם הכבישים הקפואים. ברוכים הבאים לעתיד של נהיגה חשמלית, הודות ל-Arbor Battery Innovations.
האתגר של הבטחת טעינה מהירה בקור רדף זה מכבר את תחום הרכב החשמלי. סוללות מסורתיות נחלשות כאשר הטמפרטורות הקפואות מאטות את תנועת הליתיום-יון, ורותמות את הכוח בהגבלות הכימיה האיטית. עד כה, הפתרונות לרוב דרשו שיפוצים מורכבים בארכיטקטורת הסוללות או קיבול זמן טעינה איטי בתנאים מתחת לאפס.
נכנסת החדשנות: שכבת זכוכית דקה שמכסה את הסוללה—הנס הזה הוא ציפוי אלקטרוליט זכוכיתי הידוע כ-LBCO. בעובי של 20 ננומטר בלבד, הציפוי הזה מאפשר לליתיום-יון לעבור בקלות, ללא הפרעה מהצפיפות של הקור, כמו מהירון בלתי נראה שמתנגד לגרוע שבחורף.
אנדרו דייוויס, המנכ"ל החזוני של Arbor, טוען שהאלגנטיות של הפתרון טמונה בהתאמה שלו עם שיטות הייצור הקיימות. ללא כימיה חדשה, ללא שיפונים במפ factories—פשוט דרך גאונית לעתיד שמתאימה כמו כפפה בהתאמה למפעלי הסוללות של היום.
התוצאות הן מדהימות. המחקר החלוצי התמקד במבחן דגמים שונים של סוללות, כאשר עיצוב היברידי שמשלב גם את הציפוי הזכוכיתי וגם את האלקטרודה המגודלת בלייזר הוכיח את עצמו. השילוב הזה הוביל לשימור קיבולת הגבוהה מ-90% לאחר 100 מחזורי טעינה מהירה, הישג שפיתרונות קודמים לא הצליחו להשיג תחת הלחץ של הסביבה הקשה.
ההמצאה הזו לא רק מבטלת את צווארי הבקבוק האנרגטיים שנגרמים על ידי אקלימים קרים אלא גם מגדירה מחדש את הציפיות של הצרכנים מביצועי רכבים שלהם. בעוד שסוללות ישנות היו נחלשות ונופלות לקיבולת עבודה של 20%, הגרסה החדשה שרה על קיבולת של 70%, גם כאשר היא מתמודדת עם התנאים הקשים ביותר.
כשהטכנולוגיה הזו מתקדמת מהמעבדות אל פס הייצור, ההשלכות הן עמוקות. רכבים חשמליים כבר לא יכופו על מגבלות מזג האוויר, פותחים את הדרך לשימוש קבוע גם כאשר התרמומטר מתנהג בגחמנות. ההתקדמות הזו לא רק מבטיחה נוחות אלא גם מדריכה את היתכנות התחבורה החשמלית כפתרון אוניברסלי, גם בפינות הקפואות ביותר בעולם.
בעוד התעשייה עומדת על סף השינוי הזה, המסר ברור: העתיד לא רק חם; הוא חשמלי ומהיר.
החדשנות הזו עשויה לשנות את תעשיית הרכב החשמלי לנצח!
פירוק מחסום מזג האוויר הקר ברכבים חשמליים
ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית רכבים חשמליים (EV) מתפרסמת על ידי מהפכה פורצת דרך מאוניברסיטת מישיגן, שמבטיחה להגדיר מחדש את טעינת מזג האוויר הקר. ההתקדמות הזו כוללת חדשנות בסוללת ליתיום-יון שמגייסת את האתגר הקשיח של טעינה איטית בסביבות קפואות. פותחה על ידי Arbor Battery Innovations, ההתקדמות הזו משמישה ציפוי אלקטרוליט זכוכיתי בעובי 20 ננומטר הידוע כ-LBCO, המאפשר טעינה מהירה בטמפרטורות נמוכות עד מינוס 10 מעלות צלזיוס.
תכנים עיקריים ויתרונות
– ציפוי אלקטרוליט זכוכיתי (LBCO): השכבה הדקה הזו פועלת כמו מהירון לליתיום-יון, ומאפשרת להם לנוע ללא הפרעה על ידי טמפרטורות קרות.
– התאמה עם ייצור קיים: הציפוי יכול להתווסף מבלי לשנות את תהליכי הייצור הקיימים, ומאפשר אימוץ חלק על פני פסי הייצור של סוללות קיימות.
– שימור קיבולת גבוה: העיצוב החדש של הסוללה שומר על יותר מ-90% קיבולת לאחר 100 מחזורי טעינה מהירה, אפילו בתנאי קור, comparé לסוללות המסורתיות שנופלות ל-20%.
– שיפור בביצועים: גם בתנאים קשים, הטכנולוגיה החדשה שומרת על עד 70% קיבולת, ומבטיחה אמינות ויעילות.
מקרים בשימוש בעולם האמיתי
ההתקדמות הטכנולוגית הזו תהיה מועילה במיוחד לאזורים עם חורפים קשים, שם הביצועים של רכבים חשמליים נפגעים באופן מסורתי. על ידי שמירה על ביצועיהם בטמפרטורות מתחת לאפס, החדשנות מבטיחה שהנהגים באקלימים כאלה יוכלו ליהנות מאותה יעילות ומהירות טעינה שהוזהרה בתנאים חמים יותר.
מגמות בתעשייה ותחזיות שוק
שוק רכבי ה-EV הגלובלי צפוי להמשיך בהתרחבות מהירה, מונע על ידי סיכונים טכנולוגיים כאלה. על פי דיווחים, גודל השוק של רכבים חשמליים צפוי להגיע ל-802.81 מיליארד דולר עד 2027, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר (CAGR) של 21.6% בין 2020 ל-2027 (מקור: Allied Market Research).
ביקורות והשוואות
בהשוואה לסוללות ליתיום-יון מסורתיות:
– מהירות: הציפוי הזכוכיתי משפר משמעותית את מהירות הטעינה בטמפרטורות קרות.
– עמידות: מאריך את חיי הסוללה באמצעות שימור קיבולת משופר.
– קיימות: מפחית את בזבוז האנרגיה שלעתים קרובות קשורה לטעינה איטית ולא יעילה בקור.
סקירה של יתרונות וחסרונות
יתרונות:
– יכולת טעינה מהירה באקלימים קרים.
– התאמה גבוהה עם ייצור סוללות קיים.
– חיי סוללה וביצועים משופרים.
חסרונות:
– כמו בכל טכנולוגיה חדשה, העלות הראשונית עשויה להיות גבוהה יותר עד להשגת יתרונות כלכליים.
– ההשפעה הסביבתית בטווח הארוך של החומרים החדשים בשימוש בציפוי צריכה בחינה מעמיקה.
המלצות מעשיות
לצרכנים וליצרנים שמעוניינים לאמץ את הטכנולוגיה הזו:
– צרכנים: חפשו דגמים של רכבים חשמליים שמשלבים את הטכנולוגיות האחרונות של סוללות לביצועים משופרים בחורף.
– יצרנים: חפשו שותפויות עם מוסדות מחקר כמו אוניברסיטת מישיגן לשילוב החידושים המתקדמים בדגמים החדשים של רכבים.
תובנות ותחזיות
פיתוח הסוללות המתקדמות הללו הוא רק צעד אחד לעתיד של טכנולוגיית הסוללות, עם חידושים נוספים צפויים בתחומי הסוללות במצב מוצק ופתרונות בני קיימא נוספים. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת, ניתן לצפות להקטנות נוספות בזמני הטעינה ולשיפורים באורך חיי הסוללה, מה שהופך את רכבי ה-EV לעוד יותר אטרקטיביים לצרכנים ברחבי העולם.
קישורים קשורים
למידע נוסף על חידושים בתעשיית הרכב, בקרו בAutomotive World.
—
על ידי חיבור הפערים בין המגבלות הנוכחיות לאפשרויות העתיד, טכנולוגיית הסוללה החדשה הזו מיועדת לחמם את הפינות הקרות ביותר בשוק הרכב החשמלי. כאשר החידושים הללו עוברים מהמעבדה אל הכביש, אנו לא רק מסתכלים על שיפורים בנוחות ובשימושיות אלא גם על קפיצה משמעותית לקראת עתיד יותר בר קיימא וחשמלי.