Los californianos no compran vehículos eléctricos porque son fríos, compran vehículos eléctricos porque viven en un clima cálido. Las baterías de iones de litio convencionales no se pueden cargar rápidamente a temperaturas inferiores a 50 grados Fahrenheit, pero ahora un equipo de ingenieros de Penn State ha creadouna batería que puede autocalentarse, lo que permite una carga rápida independientemente del frío exterior.
"Los vehículos eléctricos son populares en la costa oeste porque el clima es propicio", dijo Xiao-Guang Yang, profesor asistente de investigación en ingeniería mecánica, Penn State. "Una vez que los traslada a la costa este o Canadá, entonces hay ungran problema. Hemos demostrado que las baterías se pueden cargar rápidamente independientemente de la temperatura exterior ".
Cuando los propietarios pueden recargar las baterías del automóvil en 15 minutos en una estación de carga, el reabastecimiento de combustible para vehículos eléctricos se vuelve casi equivalente al reabastecimiento de gasolina en el tiempo que lleva. Suponiendo que las estaciones de carga estén colocadas libremente, los conductores pueden perder su "ansiedad por el alcance" y conducir mucho tiempodistancias sin preocupaciones
Anteriormente, los investigadores desarrollaron una batería que podía autocalentarse para evitar el consumo de energía por debajo del punto de congelación. Ahora, el mismo principio se aplica a las baterías para permitir una carga rápida de 15 minutos a todas las temperaturas, incluso a menos 45 gradosF.
La batería de autocalentamiento utiliza una fina lámina de níquel con un extremo conectado al terminal negativo y el otro extendiéndose fuera de la celda para crear un tercer terminal. Un sensor de temperatura conectado a un interruptor hace que los electrones fluyan a través de la lámina de níquel para completarel circuito cuando la temperatura está por debajo de la temperatura ambiente. Esto calienta rápidamente la lámina de níquel a través del calentamiento por resistencia y calienta el interior de la batería. Una vez que la temperatura interna de la batería está por encima de la temperatura ambiente, el interruptor se abre y la corriente eléctrica fluye hacia la bateríapara cargarlo rápidamente. "Una característica única de nuestra celda es que calentará y luego cambiará a carga automáticamente", dijo Chao-Yang Wang, William E.
Diefenderfer Presidente de ingeniería mecánica, profesor de ingeniería química y profesor de ciencia e ingeniería de materiales, y director del Centro de motores electroquímicos. "Además, las estaciones que ya están allí no tienen que cambiarse. El control de la calefacción y la carga está dentrola batería, no los cargadores "
Los investigadores informan los resultados de sus pruebas de prototipo en la edición de esta semana de la Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Descubrieron que su batería de autocalentamiento podría soportar 4.500 ciclos de carga de 15 minutos a 32 grados F con solo una pérdida de capacidad del 20 por ciento. Esto proporciona aproximadamente 280,000 millas de conducción y una vida útil de 12.5 años, más que la mayoríagarantías
Una batería convencional probada en las mismas condiciones perdió un 20 por ciento de capacidad en 50 ciclos de carga.
Las baterías de iones de litio se degradan cuando se cargan rápidamente a menos de 50 grados F porque, en lugar de que los iones de litio se integren sin problemas con los ánodos de carbono, el litio se deposita en picos en la superficie del ánodo. Este revestimiento de litio reduce la capacidad de la celda, pero también puede causar electricidad.picos y condiciones de batería inseguras. Actualmente, la carga lenta y larga es la única forma de evitar el enchapado de litio a menos de 50 grados F.
Las baterías calentadas por encima del umbral de revestimiento de litio, ya sea por temperatura ambiente o por calentamiento interno, no exhibirán revestimiento de litio y no perderán capacidad.
"Este método de carga rápida omnipresente también permitirá a los fabricantes usar baterías más pequeñas que son más ligeras y más seguras en un vehículo", dijo Wang.
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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