Michigan Üniversitesi’ndeki mühendisler, elektrikli araç pillerinin donma sıcaklıklarında %500’e kadar daha hızlı şarj olmasını sağlayan pil tasarımında büyük bir iyileştirme geliştirdiler.
Yenilik, elektrikli araç benimsemesindeki önde gelen endişelerden biri olan zayıf soğuk hava şarj performansına değiniyor. UM’de makine mühendisliği ve malzeme bilimi ve mühendisliği doçenti olan Neil Dasgupta liderliğindeki araştırma, mevcut üretim hatlarında maliyetli revizyonlar olmadan üreticiler tarafından uygulanabilecek ölçeklenebilir bir çözümün ana hatlarını çiziyor.
Soğuk havalarda pil kapasitesi düşmesi artık sorun olmayacak
Standart lityum iyon elektrikli araç pilleri soğuk havalarda yavaşlar çünkü lityum iyonlarının elektrotlar arasındaki hareketi yavaşlar. Daha önceki bir çalışmada, Dasgupta’nın ekibi pilin anotunda 40 mikronluk kanallar oluşturmak için lazer delme kullanarak oda sıcaklığında şarjı iyileştirdi ve iyonların daha serbest hareket etmesini sağladı. Ancak daha düşük sıcaklıklarda piller hala lityum kaplamaya yol açan sorunlu bir kimyasal reaksiyondan muzdaripti. Bu, elektrotlar üzerinde oluşan ve kapasiteyi azaltan bir tabakadır.
Çığır açan gelişme, araştırmacıların elektrot yüzeyine lityum borat-karbonattan yapılmış 20 nanometre kalınlığında camsı bir kaplama eklemesiyle gerçekleşti. Bu katman lityum kaplamanın oluşmasını engelledi ve lazerle delinmiş yapı ile eşleştirildiğinde pillerin sıfırın altındaki koşullarda bile hızlı şarj olmasını sağladı. Testlerde piller 14°F (-10 °C) sıcaklıkta beş kat daha hızlı şarj oldu ve bu koşullar altında 100 hızlı şarj döngüsünden sonra kapasitelerinin %97’sini korudu.
Makine mühendisliği alanında yakın zamanda doktora derecesi alan ve çalışmanın baş yazarı olan Tae Cho, yapay arayüz ile 3 boyutlu mimarinin birleşiminin, hızlı şarj, soğuk hava işlevselliği ve uzun menzilli sürüş arasındaki “üçlemi” çözmeye yardımcı olduğunu açıkladı.
Bu yenilik, tüketicilerin EV’lere olan ilgisinin yavaşlama belirtileri gösterdiği bir zamanda geliyor. 2024 AAA anketi, EV satın alma olasılığı olan ABD’li yetişkinlerin yüzdesinin 2023’te %23’ten 2024’te %18’e düştüğünü buldu. Belirtilen en büyük endişelerden biri, kış koşullarında performans ve şarj süresiydi. Ocak 2024’teki soğuk hava dalgası sırasında, birçok elektrikli araç sürücüsü bir saatten uzun süren şarj seansları bildirdi. Ancak yeni pil teknolojisi ile soğuk havalarda pil kapasitesi için önemli bir artış bekleniyor.
