ผลักดันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้มีความสุดขั้วใหม่

เช่นเดียวกับสาวผมบลอนด์และโจ๊กของเธอแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อช่วงอุณหภูมิเหมาะสมไม่ร้อนเกินไปหรือเย็นจนเกินไป แต่นี่เป็นปัจจัยที่ จำกัด มากเมื่อใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่ไฟฟ้า ในหลาย ๆ ประเทศรถยนต์ (EVs) มีความแตกต่างกันอย่างมากในอุณหภูมิแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ทำงานได้ดีภายใต้อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำมากซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการเปลี่ยนไปใช้ยานพาหนะไฟฟ้ามากขึ้นผู้เขียนรายงานชี้ว่า ' 51 เขตปริมณฑลในสหรัฐอเมริกา 20 แห่งโดยทั่วไปมีประสบการณ์ในช่วงเย็นที่อุณหภูมิต่ำกว่า -18 ° C (0 ° F) ในขณะที่อุณหภูมิในช่วงฤดูร้อนใน 11 ภูมิภาค (รวมถึงด้านบน 20) มักเกิน 38 ° C (100 ° F) มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่คล้ายกันในพื้นที่เมืองใหญ่ ๆ ทั่วโลกและสิ่งนี้ยังเป็นอุปสรรคต่อการใช้ยานพาหนะไฟฟ้าเป็นวิธีแก้ปัญหาการขนส่งพลังงานหมุนเวียนที่มีศักยภาพ

อย่างไรก็ตามเมื่อเร็ว ๆ นี้ตีพิมพ์ใน "พลังงานธรรมชาติ" ของกระดาษ, กลุ่มของนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์รายงานสิ่งประดิษฐ์ใหม่ซึ่งคาดว่าเมื่อใช้ร่วมกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีประสิทธิภาพลดความร้อนสุดขั้ว มีอิทธิพลต่อกระดาษของพวกเขาได้รับสิทธิ 'ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่สูงอินเตอร์เฟซการจัดการความร้อนด้วยการควบคุมความร้อนแฝงอยู่บนพื้นฐานของโลหะผสมจำรูป' การเปลี่ยนแปลงในแนวนอนร่วมสมัยและรายละเอียดการดำเนินงานของเนื้อเพลงอุณหภูมิในพื้นที่ที่แตกต่างกัน แต่ยังอยู่ใน ปัจจัยอื่น ๆ เช่นเซลล์ Magang สามการเผาไหม้ใหม่กระบวนการกู้คืนเถ้าแห้งและกลยุทธ์การชาร์จอย่างรวดเร็วคือการจัดการความร้อนซับซ้อนมากขึ้น. พวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าองค์ประกอบความร้อนแบบดั้งเดิมมักจะไม่เชิงเส้นทั้งสองพร้อมกันสองขั้วของร้อนและเย็นและอื่น ๆ ที่เป็นไปได้ โซลูชั่นเช่นวงจรของเหลวที่ควบคุมไม่ให้ความคมชัดในการเปิด / ปิดสูงพอที่จะไม่พูดถึงการพิจารณาเรื่องค่าใช้จ่ายและน้ำหนักเมื่อใช้กับยานพาหนะไฟฟ้าการแก้ปัญหาของพวกเขาคือ ' ตัวควบคุมสามารถปรับอุณหภูมิของแบตเตอรี่ให้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและต่ำได้อย่างมาก "ในกรณีที่ไม่มีอำนาจหรือเหตุผลใด ๆ ตัวควบคุมความร้อนจะยึดตาม อุณหภูมิของแบตเตอรี่ภาคพื้นดินจะเปลี่ยนค่าการนำความร้อนและให้ความร้อนที่จำเป็นเพื่อรักษาความร้อนในช่วงเย็นและช่วยระบายความร้อนระหว่างความร้อน

เพื่อให้บรรลุผลนี้พวกเขาจะเรื่อย ๆ การออกแบบควบคุมความร้อนดึงลักษณะไม่เป็นเชิงเส้นของสองแนวคิดสำคัญในการควบคุมความร้อนในการชุมนุม. แรกคือการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนที่เป็นของแข็งซึ่งการจัดแสดงนิทรรศการการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในการตอบสนองที่ดี การกลายพันธุ์ แต่ไม่ถึงสูงพอปิดอัตราส่วน (อาร์) - นั่นคือการนำความร้อนมากกว่ารัฐเปลี่ยน - นี่คือหลักของการควบคุมประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอินเตอร์เฟซคุณลักษณะความร้อนที่สองคือการเปิดและปิดซึ่ง SR เป็นราคาที่สูงมาก แต่ขึ้นอยู่กับการขยายตัวของความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างสองวัสดุ. เมื่อเชื่อมต่อระหว่างวัสดุที่ปิดช่องว่าง, การจัดแสดงนิทรรศการการนำความร้อนที่แข็งแกร่งไม่เชิงเส้น. แต่เนื่องจากผลกระทบการขยายตัวของความร้อนที่นี่จะค่อนข้างอ่อนแอออกแบบนี้ต้อง ตัวควบคุมความร้อนขนาดใหญ่เพื่อการเปิดและปิดช่องว่าง

แม้ว่าตัวอย่างก่อนหน้านี้เสียงที่ซับซ้อน แต่การแก้ปัญหาของพวกเขา - ที่ส่งเสริมทั้งการเปลี่ยนเฟสของแข็งและอินเตอร์เฟซที่ความร้อนติดต่อสื่อกระแสไฟฟ้า - การที่ง่ายมากที่จะบรรลุเป้าหมายในการออกแบบของพวกเขานักวิจัยที่ทำจากนิทินอล เป็นโลหะผสมจำรูป (SMA). นิทินอลบิดงอเป็นลวดโลหะผสมนิกเกิลไทเทเนียมรอบขอบของแผ่นด้านบนของการดำเนินงานที่เครื่องร้อน. ลวด SMA ปิดให้บริการที่สอดคล้องกับแต่ละควบคุมความร้อน มุมฐานที่เชื่อมต่อกับแผ่นกระจายความร้อนที่เป็นที่รู้จักในฐานะที่เป็นวัสดุเชื่อมต่อความร้อน (TIM). บนและด้านล่างโดยชุดของสี่น้ำพุควบคุมอ้อม, ช่องว่างอากาศ 0.5 มิลลิเมตรจะเกิดขึ้นระหว่างด้านบนและด้านล่างและลวด SMA ภายใต้ความตึงเครียด นี้กำหนดรัฐออกจากฉนวนกันความร้อน

เมื่อแบตเตอรี่มีความร้อนเกิดจากการเปลี่ยนเฟสที่ SMA เริ่มหดตัวและแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นใกล้ชิดกัน. การนำความร้อนต่ำมากติดต่อจนกระทั่งทั้งสองแผ่นในครั้งนี้มีค่ามากกว่าแรงของแรงปฏิกิริยาสายการหดตัวของฤดูใบไม้ผลิการให้น้ำหนักที่ทิม แผ่น (ล่าง) แผ่นความร้อนติดต่อปรับ (ด้านบน) เริ่มเย็นที่กำหนดไว้ในกรณีนี้สถานะ ON รุ่นต้นแบบบรรยายในที่นี้เผยให้เห็นธรรมชาติของอินเตอร์เฟซเรื่อย ๆ ควบคุมความร้อน

หากต้องการตรวจสอบแนวคิดของหลักการพื้นฐานฤดูใบไม้ผลิอคติและสาย SMA ของการศึกษาในการสร้างแบบจำลองและทดสอบในห้องสูญญากาศที่มีสองแท่งสแตนเลสเป็นแหล่งความร้อนและทนความร้อนได้นานกว่านั้นด้านบนและด้านล่าง แผ่นตามลำดับ. ในการทดลองการแยกความร้อนในสถานะ OFF พิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นสิ่งที่ดีมาก แต่เมื่ออินเตอร์เฟซโดยต่อเนื่องอุณหภูมิขนาดใหญ่มากและในขนาดเล็กแท่งสแตนเลสแต่ละวัดอุณหภูมิการไล่ระดับสีเพื่อยืนยัน SMA อุณหภูมิแกนสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงช่องว่างปิดทิม (แถบล่าง) ของร้อนขึ้นทราบขั้นตอนการแปลงนี้จะสำเร็จอย่างรวดเร็วในประมาณ 10 วินาทีและที่ 2070: 1 ความเร็วในการบันทึกความสำเร็จ SR พวกเขาตั้งข้อสังเกตว่านิกเกิล ไททาเนียมลวดโลหะผสมหน่วยความจำจะต้องปรับล่วงหน้าที่โหลดความเครียดสูงในการผลิตที่มีเสถียรภาพ, การตอบสนองในการทำซ้ำหลายรอบ

ในฐานะที่เป็นหลักฐานของแนวคิดที่จะจัดตั้งขึ้นนักวิจัยเริ่มที่จะแสดงให้เห็นถึงแนวคิดนี้ในทางปฏิบัติทั้งสองพานาโซนิค 18650PF LIBs คั่นกลางระหว่างแผ่นอลูมิเนียมการทดสอบในห้องสิ่งแวดล้อม. การออกแบบที่นี่ใช้ควบคุมความร้อนที่คล้ายกันออกแบบมาเพื่อรองรับแบตเตอรี่ ช่องขนาดของขดลวดซึ่งจะต้องมีช่องว่างอีกต่อไประหว่างลวด SMA และความยาวของแผ่นด้านบนและด้านล่างของประมาณ 1 มม. นอกจากนี้เพื่อตอบสนองระดับสูงของประสิทธิภาพการทำงานสาย spacer ชั้น airgel และฤดูใบไม้ผลิของตัวเอง LIBs ขนานกับความร้อน สิ่งสำคัญคือเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพนักวิจัยยังมีโมเดลเชิงเส้นสองแบบคือ 'ปิดเสมอ' และ 'ตลอดเวลา' ซึ่งรวมถึงการแทนที่ SMA ด้วยสายสเตนเลสซึ่งได้รับการกำหนดค่าระหว่างแผ่นทั้งสอง ช่องว่างคงที่หรือติดต่อคงที่

ภายใต้เงื่อนไขการทดลองตั้งแต่ -20 ° C (4 ° F; เย็น) 45 ° C (114 ° F; ร้อน) ผลการดำเนินงานควบคุมความร้อนที่ดี, ภาวะโลกร้อนอย่างรวดเร็วตั้งแต่ -20 ° C (4 ° F) เพื่อเกี่ยวกับ 20 ° C (68 ° F) เพื่อเก็บความร้อนของแบตเตอรี่และแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นตามช่องว่างอากาศปัจจัย uable มีสาเหตุมาจากปัจจัยที่สาม. ที่รุนแรงอื่น ๆ ควบคุมความร้อนนอกจากนี้ยังมีผลงานที่ดีมากการเปลี่ยนแปลงไปยังรัฐ 45 ° C (113 ° F) อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะถูก จำกัด เนื้อเพลงและ 5 ° C (9 ° F). ในการทดสอบนี้กระตุ้นความร้อน 1000 ให้ไว้ในการเปิด / ปิดรอบการสืบสวนพบว่าผลการดำเนินงานจะลดลงเพียงเล็กน้อยของรัฐ (8.5% ลดเซลล์ กำลังการผลิตอยู่ที่ -20 ° C '4 ° F') ขณะที่ประสิทธิภาพการทำงานในประเทศยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ในฐานะที่เป็นผู้เขียนของการศึกษาชี้ให้เห็นเมื่อใช้มาตรฐาน 'เสมอ' วิธีการจัดการความร้อนค่าใช้จ่ายของตัวควบคุมความร้อนของพวกเขามีน้อยซึ่งมีอยู่แล้วอ่างความร้อน TIM SMA และอคติ มวลเพิ่มเติมของฤดูใบไม้ผลิน้อยกว่า 1 กรัมนิทินอลเสียค่าใช้จ่ายประมาณ $ 600 'สาธิตโดยการค้า 18650 ลิเธียมไอออนโมดูลแบตเตอรี่ประกอบด้วยแบตเตอรี่แสดงให้เห็นว่าควบคุมความร้อนเท่านั้นยังคงมีการผลิตความร้อนจากแบตเตอรี่ สามารถเพิ่มความสามารถในการเกิดสภาพอากาศหนาวเย็นได้มากกว่าสามครั้ง "ในขณะเดียวกันก็สามารถป้องกันไม่ให้โมดูลร้อนเกินไปแม้ในอุณหภูมิสูง 2 องศาเซลเซียส