Una batería de iones de litio que se calienta automáticamente si la temperatura es inferior a 32 grados Fahrenheit tiene múltiples aplicaciones, pero puede tener el mayor impacto en el alivio de la "ansiedad por el alcance" en invierno para los propietarios de vehículos eléctricos, según un equipo de investigadores de Penn State yEC Power, State College.
"Es un problema de larga data que las baterías no funcionan bien a temperaturas bajo cero", dijo Chao-Yang Wang, presidente de ingeniería mecánica de William E. Diefenderfer, profesor de ingeniería química y profesor de ciencia e ingeniería de materiales y director de ElectroquímicaEngine Center. "Esto puede no ser un problema para teléfonos y computadoras portátiles, pero es una gran barrera para vehículos eléctricos, drones, robots al aire libre y aplicaciones espaciales".
Las baterías convencionales a temperaturas bajo cero sufren una pérdida de potencia severa, lo que conduce a una carga lenta en climas fríos, a la interrupción regenerativa restringida y a la reducción del rango de crucero del vehículo hasta en un 40 por ciento, dijeron los investigadores Naturaleza . Estos problemas requieren paquetes de baterías más grandes y más caros para compensar la pérdida de energía en frío.
"No queremos que los autos eléctricos pierdan del 40 al 50 por ciento de su rango de crucero en clima frío según lo informado por la Asociación Americana de Automóviles y no queremos que el clima frío exacerbe la ansiedad por el rango", dijo Wang. "inviernos fríos, la ansiedad de rango es lo último que necesitamos "
Los investigadores, confiando en patentes anteriores de EC Power, desarrollaron la batería para todo clima que pesa solo un 1.5 por ciento más y cuesta solo el 0.04 por ciento de la batería base. También la diseñaron para ir de -4 a 32 grados Fahrenheit en 20segundos y de -22 a 32 grados Fahrenheit en 30 segundos y consumen solo 3.8 por ciento y 5.5 por ciento de la capacidad de la celda. Esto es mucho menos que la pérdida de 40 por ciento en las baterías de iones de litio convencionales.
La batería para todo clima utiliza una lámina de níquel de 50 micrómetros de grosor con un extremo conectado al terminal negativo y el otro extendido fuera de la celda para crear un tercer terminal. Un sensor de temperatura conectado a un interruptor hace que los electrones fluyan a través dellámina de níquel para completar el circuito. Esto calienta rápidamente la lámina de níquel a través del calentamiento por resistencia y calienta el interior de la batería. Una vez que la batería está a 32 grados Fahrenheit, el interruptor se apaga y la corriente eléctrica fluye de la manera normal.
Si bien otros materiales también podrían servir como elemento de calentamiento por resistencia, el níquel es de bajo costo y funciona bien.
"A continuación, nos gustaría ampliar el trabajo a un nuevo paradigma llamado SmartBattery", dijo Wang. "Creemos que podemos usar estructuras o principios similares para regular activamente la seguridad, el rendimiento y la vida útil de la batería".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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