حقق المهندسون في جامعة ميشيغان مؤخرا طفرة يمكن أن تحدث ثورة في صناعة السيارات الكهربائية. وفقا لوسائل الإعلام الأجنبية Electrek ، من المتوقع أن تؤدي التكنولوجيا الجديدة التي طورها الفريق إلى تحسين سرعة شحن السيارات الكهربائية بشكل كبير في الطقس البارد.
في قلب هذه التكنولوجيا يوجد هيكل بطارية وطلاء مبتكر ، تم تطويره بواسطة فريق بقيادة نيل داسغوبتا ، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد في جامعة ميشيغان. نجح الفريق في زيادة سرعة شحن بطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية بنسبة 500٪ مذهلة في درجات الحرارة شديدة البرودة (منخفضة تصل إلى -0 درجة مئوية).
وأشار داسغوبتا إلى أنه حتى مع تقنية الشحن السريع الأكثر تقدما ، تستغرق بطاريات المركبات الكهربائية حوالي 40 إلى 0 دقيقة لشحنها بالكامل ، وفي فصل الشتاء ، غالبا ما يستغرق الأمر أكثر من ساعة. لطالما ابتليت هذه النقطة المؤلمة بمستخدمي المركبات الكهربائية ، خاصة في المناطق الباردة.
لا يمكن تجاهل تأثير درجات الحرارة المنخفضة على أداء بطاريات السيارات الكهربائية. في الطقس البارد ، تتحرك أيونات الليثيوم بمعدل أبطأ ، مما يؤدي إلى أوقات شحن أطول وعمر بطارية أقصر. لمكافحة هذا ، حاول المصنعون تكثيف أقطاب البطارية ، لكن هذا جاء بنتائج عكسية ، مما جعل من الصعب على بعض أيونات الليثيوم دخول البطارية ، مما أدى إلى إبطاء الشحن.
ومع ذلك ، لم يتوقف فريق Dasgupta عند هذا الحد. لقد استخدموا سابقا تقنية الليزر لنحت قنوات صغيرة في أنود الجرافيت للبطارية التي يبلغ عرضها حوالي 40 ميكرون لمساعدة أيونات الليثيوم على اختراق البطارية بسرعة أكبر. ومع ذلك ، فإن أداء البطارية في الطقس البارد ليس جيدا كما كان يمكن أن يكون ، حيث تتشكل طبقة كيميائية على سطح الأقطاب الكهربائية التي تمنع تدفق أيونات الليثيوم. يقارنها Dasgupta مجازيا بعدم الكفاءة ، مثل قطع الزبدة الباردة.
لحل هذه المشكلة مرة واحدة وإلى الأبد ، قام الفريق بطلاء البطارية بمادة تشبه الزجاج يبلغ سمكها 97 نانومتر فقط. تتكون هذه المادة من كربونات بورات الليثيوم ، والتي تمنع بشكل فعال تكوين الطبقات الكيميائية. إلى جانب التصميم السابق للقناة الصغيرة ، يوفر هذا الابتكار أداء ممتازا في البيئات الباردة. بعد 0 دورات شحن سريع ، لا تزال البطارية المحسنة تحتفظ بسعة 0٪.
قال داسجوبتا إنهم يأملون في أن يتم اعتماد التكنولوجيا على نطاق واسع من قبل مصنعي بطاريات المركبات الكهربائية. ومن المثير للاهتمام أن هذا الابتكار لا يتطلب تعديلا تحديثيا كبيرا لخط إنتاج قائم. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تحقيق الشحن فائق السرعة في درجات حرارة منخفضة دون التضحية بكثافة طاقة البطارية. لقد ضخ هذا الاختراق بلا شك حيوية جديدة في تطوير صناعة السيارات الكهربائية.