Batería de litio que no le teme al frío.

Cuando el clima es frío, algunas personas que están al aire libre pueden descubrir cómo se cae la energía del teléfono. Solo el 20% de la electricidad, el teléfono se apagará automáticamente en minutos. Esto se debe a que las baterías de litio enfrentan una considerable pérdida de energía a bajas temperaturas.

Para resolver este problema, mi equipo y yo hemos desarrollado una nueva tecnología de baterías de litio, All Climate Batteries TM, que revolucionó las limitaciones de las baterías de litio a bajas temperaturas. La tecnología se publicó recientemente en la principal revista académica Nature.

Las "baterías para todo clima" pueden ayudar a mejorar el rendimiento de las baterías de litio con menor eficiencia a temperaturas más bajas. Fuente de la imagen: autor del artículo.

¿Cuando hace frío, las baterías de litio tienen que "golpear"?

Cuando la batería de litio está funcionando, Li + se moverá entre los electrodos positivo y negativo, mientras que la baja temperatura reducirá la actividad de Li + en la batería de iones de litio. En pocas palabras, la batería de litio original está alimentada, pero debido a la baja temperatura, Li + "no puede funcionar", hará que la energía disponible de la batería disminuya: tengo un montón de camiones grandes, pero solo puedo usarlos.

Cuando la temperatura aumenta, la actividad de Li + en la batería de litio vuelve a la normalidad y se restablece la energía "inutilizable" anterior. Entonces, las personas que han estado en el área fría deben conocer este pequeño secreto: ¿Qué pasa si la cámara no se usa por un tiempo? Puedes poner la batería en tus brazos y darle calor, te restaurará la energía. Entonces no hay electricidad, entonces oye, así que ciclo ...

A pesar de estos "secretos", la baja eficiencia de las baterías de litio a bajas temperaturas es un gran problema. Las baterías de litio se utilizan ampliamente en todos los rincones de diversas industrias y la vida pública, y también son herramientas importantes para resolver problemas ambientales. Su densidad de energía y rendimiento energético se reducen considerablemente a bajas temperaturas, lo que limita gravemente su uso en entornos de baja temperatura.

Además, además de la imposibilidad de uso en climas fríos y grandes altitudes, el "no frío" de las baterías de litio puede afectar en gran medida el uso de baterías para vehículos eléctricos. La batería de un automóvil eléctrico es tan grande que no puede usar el truco de "calentarse y calentarse". La potencia perdida a bajas temperaturas puede requerir más paquetes de baterías para compensar, y se necesitan componentes más costosos para "arrancar en frío" el motor. En climas fríos, la carga también será lenta, lo que limita el "frenado regenerativo" de los vehículos eléctricos y reduce la autonomía de conducción. Según las estadísticas, el rango de crucero de un automóvil eléctrico en un entorno de 0 grados es solo la mitad del kilometraje normal.

Entonces, ¿hay una solución?

"Batería para todo clima", batería de autocalentamiento

Soy el fundador de EC Power y profesor en Penn State University. Nuestro equipo ha estado trabajando para solucionar este problema. La "batería para todo clima" que inventamos fue capaz de "autocalentarse" por debajo de cero grados Celsius. Este proceso no requiere la ayuda de equipos de calefacción externos y no requiere la adición de aditivos especiales al electrolito.

La batería para todo clima tiene una pieza de níquel muy delgada y delgada insertada en el interior, que calienta automáticamente la batería con una pequeña cantidad de energía, mejorando en gran medida la eficiencia de la batería de litio a bajas temperaturas.

La limitación de las baterías de litio a bajas temperaturas siempre ha sido un problema en el que la industria ha estado trabajando. Anteriormente, varias tecnologías eran complicadas y costosas y habían afectado el rendimiento de las baterías a temperaturas y temperaturas normales. Nuestro equipo también estudió los métodos de calentamiento de muchos tipos de baterías y finalmente descubrió que usar la tecnología de batería de clima completo para calentar directamente la interfaz electroquímica de la batería es el método más efectivo y directo.

La batería para todo clima afina sutilmente la estructura de la batería, insertando una hoja de níquel muy delgada dentro de la batería, de modo que la batería se autocaliente rápidamente a baja temperatura, elevando efectivamente la temperatura de la batería. Una vez que la temperatura de la batería sube al rango utilizable, deja de calentar automáticamente para evitar una mayor pérdida de energía. Esta tecnología puede aumentar la potencia de la batería de litio a -30 ° C en más de 10 veces sin reducir el rendimiento y la vida útil de la batería a temperatura ambiente.

Nuestra tecnología ha pasado pruebas rigurosas. Estos incluyen 500 pruebas de calentamiento a baja temperatura, 1000 pruebas de ciclo de alta temperatura a 45 grados y hasta 2600 pruebas de ciclo de temperatura normal, sin problemas de duración de la batería. Además, EC Power ha madurado la capacidad de producción de baterías para clima completo y ya se está comercializando.

Dada la capacidad de la batería para calentarse sola en climas fríos, mi equipo y yo esperamos que la futura "batería para todo clima" ayude a más vehículos eléctricos a hacer frente a las condiciones frías. Además de los vehículos eléctricos, también se puede utilizar para operar drones en latitudes altas, en electrónica de campo, etc. Además, también imaginamos la posible aplicación de la “batería para todo clima” en la exploración espacial.

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