Os californianos não compram veículos elétricos porque são legais, eles compram EVs porque vivem em um clima quente. Baterias de íon de lítio convencionais não podem ser carregadas rapidamente em temperaturas abaixo de 50 graus Fahrenheit, mas agora uma equipe de engenheiros da Penn State criou uma bateria que pode se autoaquecer, permitindo um carregamento rápido, independentemente do frio externo.

"Os veículos elétricos são populares na costa oeste porque o clima é favorável, "disse Xiao-Guang Yang, professor assistente de pesquisa em engenharia mecânica, Estado de Penn. "Depois de movê-los para a costa leste ou Canadá, então há um problema tremendo. Demonstramos que as baterias podem ser carregadas rapidamente, independentemente da temperatura externa. "

Quando os proprietários podem recarregar as baterias do carro em 15 minutos em uma estação de carregamento, o reabastecimento de veículos elétricos torna-se quase equivalente ao reabastecimento de gasolina no tempo que leva. Supondo que as estações de carregamento estejam bem posicionadas, os motoristas podem perder sua "ansiedade de alcance" e dirigir longas distâncias sem preocupações.

Anteriormente, os pesquisadores desenvolveram uma bateria que pode se autoaquecer para evitar o consumo de energia abaixo do congelamento. Agora, o mesmo princípio está sendo aplicado às baterias para permitir o carregamento rápido de 15 minutos em todas as temperaturas, mesmo tão baixo quanto menos 45 graus F.

A bateria de autoaquecimento usa uma fina folha de níquel com uma extremidade conectada ao terminal negativo e a outra estendendo-se para fora da célula para criar um terceiro terminal. Um sensor de temperatura conectado a um interruptor faz com que os elétrons fluam através da folha de níquel para completar o circuito quando a temperatura está abaixo da temperatura ambiente. Isso aquece rapidamente a folha de níquel por meio do aquecimento por resistência e aquece o interior da bateria. Assim que a temperatura interna da bateria estiver acima da temperatura ambiente, o interruptor abre e a corrente elétrica flui para a bateria para carregá-la rapidamente. "Uma característica única de nossa célula é que ela fará o aquecimento e, em seguida, passará a carregar automaticamente, "disse Chao-Yang Wang, William E.

Cadeira Diefenderfer de engenharia mecânica, professor de engenharia química e professor de ciência e engenharia de materiais, e diretor do Centro de Motores Eletroquímicos. "Também, as estações já existentes não precisam ser alteradas. Controle o aquecimento e o carregamento dentro da bateria, não os carregadores. "

Os pesquisadores relatam os resultados de seus testes de protótipo na edição desta semana do Proceedings of the National Academy of Sciences . Eles descobriram que sua bateria de autoaquecimento pode suportar 4, 500 ciclos de carregamento de 15 minutos a 32 graus F com apenas uma perda de capacidade de 20 por cento. Isso fornece aproximadamente 280, 000 milhas dirigindo e uma vida útil de 12,5 anos, mais do que a maioria das garantias.

Uma bateria convencional testada nas mesmas condições perdeu 20% da capacidade em 50 ciclos de carga.

As baterias de íon de lítio degradam quando carregadas rapidamente abaixo de 50 graus F porque, em vez de os íons de lítio se integrarem suavemente com os ânodos de carbono, os depósitos de lítio em pontas na superfície do ânodo. Este revestimento de lítio reduz a capacidade da célula, mas também pode causar picos elétricos e condições inseguras da bateria. Atualmente, grande, o carregamento lento é a única maneira de evitar o revestimento de lítio abaixo de 50 graus F.

Baterias aquecidas acima do limite de revestimento de lítio, seja pela temperatura ambiente ou pelo aquecimento interno, não exibirá revestimento de lítio e não perderá capacidade.

"Este método onipresente de carregamento rápido também permitirá que os fabricantes usem baterias menores, mais leves e também mais seguras em um veículo, "disse Wang.