रिचार्जेबल ब्याट्रीहरूको लागि लामो आयुको रहस्य भिन्नताको अँगालोमा हुन सक्छ।प्याकमा लिथियम-आयन कोशिकाहरू कसरी घट्छन् भन्ने नयाँ मोडेलिङले प्रत्येक सेलको क्षमताअनुसार चार्ज गर्ने तरिका देखाउँदछ ताकि EV ब्याट्रीहरूले थप चार्ज चक्रहरू ह्यान्डल गर्न र असफलतालाई रोक्न सक्छ।

अनुसन्धान, नोभेम्बर 5 मा प्रकाशितनियन्त्रण प्रणाली प्रविधिमा IEEE लेनदेन, एक प्याकमा प्रत्येक सेलमा प्रवाहित विद्युतीय प्रवाहको मात्रालाई कसरी सक्रिय रूपमा प्रबन्ध गर्न, चार्ज समान रूपमा डेलिभर गर्नुको सट्टा, झर्ने र आँसु कम गर्न सक्छ भनेर देखाउँछ।दृष्टिकोणले प्रभावकारी रूपमा प्रत्येक सेललाई यसको उत्कृष्ट - र सबैभन्दा लामो - जीवन बाँच्न अनुमति दिन्छ।

स्ट्यानफोर्ड प्रोफेसर र वरिष्ठ अध्ययन लेखक सिमोना ओनोरीका अनुसार, प्रारम्भिक सिमुलेशनले नयाँ टेक्नोलोजीसँग व्यवस्थित ब्याट्रीहरूले कम्तिमा 20% बढी चार्ज-डिस्चार्ज चक्रहरू ह्यान्डल गर्न सक्ने सुझाव दिन्छ, बारम्बार छिटो चार्ज गर्दा पनि, जसले ब्याट्रीमा अतिरिक्त तनाव दिन्छ।

इलेक्ट्रिक कारको ब्याट्रीको आयु लम्ब्याउने धेरै अघिल्ला प्रयासहरूले एकल कक्षहरूको डिजाइन, सामग्री र निर्माणमा सुधार गर्ने कुरामा ध्यान केन्द्रित गरेको छ, यो आधारमा कि चेनमा लिङ्कहरू जस्तै, ब्याट्री प्याक यसको कमजोर सेल जत्तिकै राम्रो हुन्छ।नयाँ अध्ययनले यो बुझाइको साथ सुरु हुन्छ कि कमजोर लिङ्कहरू अपरिहार्य हुँदा - निर्माण त्रुटिहरूको कारणले गर्दा र किनभने केही कोशिकाहरू अन्य भन्दा चाँडो पतन हुन्छन् किनभने तिनीहरू गर्मी जस्तै तनावमा पर्दा - तिनीहरूले सम्पूर्ण प्याकलाई तल ल्याउन आवश्यक छैन।कुञ्जी असफलतालाई रोक्नको लागि प्रत्येक सेलको अद्वितीय क्षमतामा चार्जिङ दरहरू मिलाउनु हो।

"यदि राम्ररी सम्बोधन गरिएन भने, सेल-टु-सेल विषमताले ब्याट्री प्याकको दीर्घायु, स्वास्थ्य र सुरक्षामा सम्झौता गर्न सक्छ र ब्याट्री प्याक खराब हुन सक्छ," ओनोरीले भने, जो स्ट्यानफोर्ड डोअरमा ऊर्जा विज्ञान इन्जिनियरिङका सहायक प्राध्यापक हुन्। दिगोपनको विद्यालय।"हाम्रो दृष्टिकोणले प्याकको प्रत्येक सेलमा ऊर्जालाई बराबर बनाउँछ, सबै कक्षहरूलाई सन्तुलित रूपमा चार्जको अन्तिम लक्षित अवस्थामा ल्याउँछ र प्याकको दीर्घायुमा सुधार गर्छ।"

एक मिलियन माइल ब्याट्री निर्माण गर्न प्रेरित

इलेक्ट्रिक कार कम्पनी टेस्लाले "मिलियन-माइल ब्याट्री" मा काम गर्ने 2020 को घोषणामा नयाँ अनुसन्धानको प्रेरणाको अंश हो।पुरानो फोन वा ल्यापटपको लिथियम-आयन ब्याट्रीजस्तै, EV को ब्याट्रीले काम गर्नका लागि धेरै कम चार्ज राखेको ठाउँमा पुग्नु अघि 1 मिलियन माइल वा सोभन्दा बढी (नियमित चार्जिङको साथ) कारलाई पावर गर्न सक्ने ब्याट्री हुनेछ। ।

यस्तो ब्याट्री आठ वर्ष वा 100,000 माइल लामो इलेक्ट्रिक वाहन ब्याट्रीहरूको लागि अटोमेकरहरूको विशिष्ट वारेन्टी भन्दा बढी हुनेछ।यद्यपि ब्याट्री प्याकहरू नियमित रूपमा तिनीहरूको वारेन्टी समाप्त हुन्छन्, महँगो ब्याट्री प्याक प्रतिस्थापन अझै दुर्लभ भएमा विद्युतीय सवारीहरूमा उपभोक्ताको विश्वासलाई बलियो बनाउन सकिन्छ।हजारौं रिचार्ज पछि पनि चार्ज राख्न सक्ने ब्याट्रीले लामो दुरीको ट्रकको विद्युतीकरण र तथाकथित वाहन-देखि-ग्रिड प्रणालीहरू अपनाउनका लागि पनि सजिलो बनाउन सक्छ, जसमा EV ब्याट्रीहरूले नवीकरणीय ऊर्जा भण्डारण र पठाउनेछन्। पावर ग्रिड।

"यो पछि वर्णन गरिएको थियो कि मिलियन माइल ब्याट्री अवधारणा वास्तवमा कुनै नयाँ रसायन होइन, तर ब्याट्रीलाई पूर्ण चार्ज दायरा प्रयोग नगरी यसलाई सञ्चालन गर्ने तरिका मात्र हो," ओनोरीले भने।सम्बन्धित अनुसन्धानले एकल लिथियम-आयन सेलहरूमा केन्द्रित छ, जसले सामान्यतया पूर्ण ब्याट्री प्याकहरू जत्तिकै छिटो चार्ज गर्ने क्षमता गुमाउँदैन।

अनौठो, ओनोरी र उनको प्रयोगशालामा दुई शोधकर्ताहरू - पोस्टडक्टोरल विद्वान वाहिद अजीमी र पीएचडी विद्यार्थी अनिरुद्ध अल्लम - कसरी अवस्थित ब्याट्री प्रकारहरूको आविष्कारशील व्यवस्थापनले सयौं वा हजारौं कोशिकाहरू समावेश हुन सक्ने पूर्ण ब्याट्री प्याकको प्रदर्शन र सेवा जीवन सुधार्न सक्छ भनेर अनुसन्धान गर्ने निर्णय गरे। ।

उच्च निष्ठा ब्याट्री मोडेल

पहिलो चरणको रूपमा, अन्वेषकहरूले ब्याट्री व्यवहारको उच्च-फिडेलिटी कम्प्यूटर मोडेल तयार पारे जसले यसको परिचालन जीवनको समयमा ब्याट्री भित्र हुने भौतिक र रासायनिक परिवर्तनहरूलाई सही रूपमा प्रतिनिधित्व गर्दछ।यी परिवर्तनहरू मध्ये केही सेकेन्ड वा मिनेटमा प्रकट हुन्छन् - अरूहरू महिना वा वर्षहरूमा पनि।

"हाम्रो सबै भन्दा राम्रो ज्ञानको लागि, कुनै पनि अघिल्लो अध्ययनले हामीले सिर्जना गरेको उच्च-फिडेलिटी, बहु-टाइमस्केल ब्याट्री मोडेल प्रयोग गरेको छैन," ओनोरीले भने, जो स्ट्यानफोर्ड एनर्जी कन्ट्रोल ल्याबका निर्देशक हुन्।

मोडेलको साथ चलिरहेको सिमुलेशनले सुझाव दियो कि आधुनिक ब्याट्री प्याकलाई यसको घटक कक्षहरू बीचको भिन्नताहरू अँगालेर अनुकूलित र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ।ओनोरी र सहकर्मीहरूले उनीहरूको मोडेललाई आगामी वर्षहरूमा ब्याट्री व्यवस्थापन प्रणालीहरूको विकासलाई मार्गदर्शन गर्न प्रयोग गरिने परिकल्पना गर्छन् जुन विद्यमान सवारी साधन डिजाइनहरूमा सजिलै प्रयोग गर्न सकिन्छ।

विद्युतीय सवारी साधनले मात्रै फाइदा पुग्दैन ।वास्तवमा कुनै पनि अनुप्रयोग जसले "ब्याट्री प्याकलाई धेरै तनाव दिन्छ" नयाँ परिणामहरूद्वारा सूचित गरिएको राम्रो व्यवस्थापनको लागि राम्रो उम्मेद्वार हुन सक्छ, ओनोरीले भने।एउटा उदाहरण?विद्युतीय ठाडो टेकअफ र अवतरणको साथ ड्रोन-जस्तो विमान, कहिलेकाहीँ eVTOL भनिन्छ, जसलाई केही उद्यमीहरूले हवाई ट्याक्सीको रूपमा सञ्चालन गर्ने र अर्को दशकमा अन्य शहरी वायु गतिशीलता सेवाहरू प्रदान गर्ने अपेक्षा गर्छन्।अझै, रिचार्जेबल लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूका लागि अन्य अनुप्रयोगहरू, सामान्य उड्डयन र नवीकरणीय ऊर्जाको ठूलो मात्रामा भण्डारण सहित।

"लिथियम-आयन ब्याट्रीले संसारलाई धेरै तरिकामा परिवर्तन गरिसकेको छ," ओनोरीले भने।"यो महत्त्वपूर्ण छ कि हामीले यस परिवर्तनकारी प्रविधि र यसका उत्तराधिकारीहरूबाट सम्भवतः सकेसम्म प्राप्त गर्न सक्छौं।"