Una nueva investigación corta de la batería Li-Ion tiempo de carga a la mitad

Investigadores de la Escuela Jacobs de Ingeniería de la Universidad de California en San Diego están centrando en un medio diferente para mejorar la eficiencia, sin embargo. Su tecnología consiste en un algoritmo mejorado que permite a las baterías del teléfono para cargar dos veces más rápido que las baterías convencionales de iones de litio. Estos paquetes de energía también se ejecutan de manera más eficiente, y cuestan un 25% menos para producir.

El equipo realmente consiguió una financiación $ 460.000 de proyecto del Departamento de Energía de ARPA-E, como parte de una donación de $ 9.6 millones para desarrollar tecnología de baterías más eficientes.

En esencia, el nuevo algoritmo se aleja de uso de tensión para determinar carga de la batería, que es una forma cruda de medición. Más bien, nuevo algoritmo de los investigadores en realidad trata de determinar la carga en cada una de las partículas de la célula.

Echa un vistazo a la nota de prensa abajo y (semi) explicación técnica de cómo funciona la nueva tecnología. Esto no sólo encontrará su camino a los teléfonos móviles, que importa, ante la mención de los automóviles que funcionan con baterías y otros dispositivos.

Krstic y Moura están tomando un enfoque único para la fabricación de baterías de iones de litio más eficaz. En lugar de tensión monitoreo y actual, que han diseñado algoritmos sofisticados que pueden estimar lo que está pasando físicamente en el interior de la batería de iones de litio.

"Tenemos la capacidad única para hacer frente a las dificultades en la estimación del estado de la batería de los jefes-de carga, a nivel electroquímico", dijo Krstic.

La tecnología actual

Los fabricantes suelen depender de voltaje y corriente para monitorear el comportamiento y la salud de la batería. Pero esas son medidas muy crudo, dijo Krstic. Basándose en estas medidas lleva a sobre-diseñado, baterías de gran tamaño que pesan y cuestan más. También toman mucho tiempo para cargar, en comparación con los vehículos de gasolina. Toyota canceló recientemente la producción en masa de su segundo coche totalmente eléctrico, el eQ, citando preocupaciones sobre la viabilidad de la tecnología de vehículos eléctricos, incluyendo la cantidad de tiempo los vehículos toman para cargar.

Las baterías de litio son cilíndrica y está hecho de tres chapas laminadas juntas, muy parecido a un rollo de gelatina. Una capa es el ánodo, otra capa actúa como un separador y otra capa es el cátodo. Cuando la batería está completamente cargada, los iones de litio se almacenan en el ánodo. La batería está diseñada de modo que los iones quieren mover desde el ánodo al cátodo, alimentar el dispositivo que está conectado a en el proceso. Para saber si la batería funciona correctamente, es importante saber dónde están los iones están en el ánodo. Pero eso es muy difícil de medir, incluso con equipos sofisticados. Los iones son generalmente presentadas partículas de forma irregular, en el interior profundo dentro del ánodo.

Tratando de estimar la carga de las partículas midiendo sólo la tensión de la batería es similar a tener la persona que recoge entradas a la entrada de un cine tratar de estimar cuál de los asientos de los patrones están tomando observando la velocidad a la que la línea de en la entrada se mueve, dijo Moura. En esta analogía, los iones son patrones que se dirigían a los asientos en cada fila, que representan las partículas.

Introduzca los algoritmos de estimación y control Krstic y Moura desarrollados. Los algoritmos permiten a los investigadores estiman donde las partículas son. Así que el cine puede ahora ser llenado con la seguridad de la capacidad y eficiencia. El modelo también puede estimar la salud de la batería evoluciona con el tiempo, el equivalente a que los asientos se están desmoronando en el teatro y necesitan ser fijo o reemplazado.

La subvención permitirá a los investigadores a refinar los algoritmos y ponerlos a prueba en las baterías reales en bancos de pruebas desarrolladas por Bosch y Cobasys. Ellos estimar la distribución de carga dentro de la batería. Entonces van a estimar su estado de salud. Finalmente los investigadores diseñar una estrategia para encontrar las tasas óptimas de carga y descarga de las baterías.

Al poner a prueba sus algoritmos de baterías de vehículos eléctricos y comparar su rendimiento con un funcionamiento de la batería eléctrica con la tecnología existente, Krstic, Moura y sus colegas planean formular una estrategia para cargar y utilizan baterías a su máximo potencial con seguridad.

"Controlamos directamente estos estados cruciales", dijo Moura. "Se nos permite operar a la derecha en los límites de la batería sin dañarla."