పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీల సుదీర్ఘ జీవితానికి రహస్యం వ్యత్యాసం యొక్క ఆలింగనంలో ఉండవచ్చు.ప్యాక్‌లోని లిథియం-అయాన్ సెల్‌లు ఎలా క్షీణిస్తాయో కొత్త మోడలింగ్ ప్రతి సెల్ యొక్క సామర్థ్యానికి అనుగుణంగా ఛార్జింగ్ చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని చూపుతుంది కాబట్టి EV బ్యాటరీలు ఎక్కువ ఛార్జ్ సైకిల్‌లను నిర్వహించగలవు మరియు వైఫల్యాన్ని అరికట్టగలవు.

పరిశోధన, నవంబర్ 5 లో ప్రచురించబడిందికంట్రోల్ సిస్టమ్స్ టెక్నాలజీపై IEEE లావాదేవీలు, ఒక ప్యాక్‌లోని ప్రతి సెల్‌కు ప్రవహించే విద్యుత్ కరెంట్ మొత్తాన్ని ఏకరీతిలో ఛార్జ్ చేయడం కంటే, ఎంత చురుగ్గా నిర్వహించడం అనేది అరిగిపోవడాన్ని తగ్గిస్తుంది.ఈ విధానం ప్రభావవంతంగా ప్రతి సెల్ దాని ఉత్తమమైన మరియు సుదీర్ఘమైన జీవితాన్ని గడపడానికి అనుమతిస్తుంది.

స్టాన్‌ఫోర్డ్ ప్రొఫెసర్ మరియు సీనియర్ అధ్యయన రచయిత్రి సిమోనా ఒనోరి ప్రకారం, కొత్త సాంకేతికతతో నిర్వహించబడే బ్యాటరీలు కనీసం 20% ఎక్కువ ఛార్జ్-డిశ్చార్జ్ సైకిళ్లను నిర్వహించగలవని, తరచుగా వేగవంతమైన ఛార్జింగ్‌తో పాటు, బ్యాటరీపై అదనపు ఒత్తిడిని కలిగిస్తుందని ప్రారంభ అనుకరణలు సూచిస్తున్నాయి.

ఎలక్ట్రిక్ కారు బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగించేందుకు గతంలో చేసిన చాలా ప్రయత్నాలు ఒకే సెల్‌ల డిజైన్, మెటీరియల్‌లు మరియు తయారీని మెరుగుపరచడంపై దృష్టి సారించాయి, గొలుసులోని లింక్‌ల మాదిరిగానే, బ్యాటరీ ప్యాక్ దాని బలహీనమైన సెల్‌తో సమానంగా ఉంటుంది.కొత్త అధ్యయనం బలహీనమైన లింక్‌లు అనివార్యం అయినప్పటికీ - తయారీ లోపాల కారణంగా మరియు కొన్ని కణాలు వేడి వంటి ఒత్తిళ్లకు గురికావడం వల్ల ఇతరులకన్నా వేగంగా క్షీణించడం వల్ల - అవి మొత్తం ప్యాక్‌ను తగ్గించాల్సిన అవసరం లేదు.వైఫల్యాన్ని అరికట్టడానికి ప్రతి సెల్ యొక్క ప్రత్యేక సామర్థ్యానికి అనుగుణంగా ఛార్జింగ్ రేట్లను రూపొందించడం కీలకం.

"సరిగ్గా పరిష్కరించకపోతే, సెల్-టు-సెల్ హెటెరోజెనిటీలు బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క దీర్ఘాయువు, ఆరోగ్యం మరియు భద్రతను రాజీ చేస్తాయి మరియు ప్రారంభ బ్యాటరీ ప్యాక్ పనిచేయకపోవడాన్ని ప్రేరేపిస్తాయి" అని స్టాన్‌ఫోర్డ్ డోయర్‌లో ఎనర్జీ సైన్స్ ఇంజనీరింగ్ అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ అయిన ఒనోరి అన్నారు. స్కూల్ ఆఫ్ సస్టైనబిలిటీ."మా విధానం ప్యాక్‌లోని ప్రతి సెల్‌లోని శక్తిని సమం చేస్తుంది, అన్ని కణాలను సమతుల్య పద్ధతిలో ఛార్జ్ యొక్క చివరి లక్ష్య స్థితికి తీసుకువస్తుంది మరియు ప్యాక్ యొక్క దీర్ఘాయువును మెరుగుపరుస్తుంది."

మిలియన్ మైళ్ల బ్యాటరీని నిర్మించడానికి ప్రేరణ పొందింది

కొత్త పరిశోధన కోసం ప్రేరణలో కొంత భాగం ఎలక్ట్రిక్ కార్ కంపెనీ అయిన టెస్లా 2020లో "మిలియన్-మైళ్ల బ్యాటరీ"పై పనిని ప్రకటించింది.పాత ఫోన్ లేదా ల్యాప్‌టాప్‌లోని లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ లాగా, EV యొక్క బ్యాటరీ చాలా తక్కువ ఛార్జ్‌ని కలిగి ఉండే స్థితికి చేరుకోవడానికి ముందు ఇది 1 మిలియన్ మైళ్లు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ (సాధారణ ఛార్జింగ్‌తో) కారుకు శక్తినిచ్చే బ్యాటరీగా ఉంటుంది. .

ఇటువంటి బ్యాటరీ ఎనిమిది సంవత్సరాలు లేదా 100,000 మైళ్ల ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల బ్యాటరీల కోసం వాహన తయారీదారుల సాధారణ వారంటీని మించిపోతుంది.బ్యాటరీ ప్యాక్‌లు సాధారణంగా వాటి వారంటీని మించిపోయినప్పటికీ, ఖరీదైన బ్యాటరీ ప్యాక్ రీప్లేస్‌మెంట్‌లు ఇంకా అరుదుగా మారితే ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలపై వినియోగదారుల విశ్వాసం బలపడుతుంది.వేలాది రీఛార్జ్‌ల తర్వాత కూడా ఛార్జ్‌ని కలిగి ఉండే బ్యాటరీ సుదూర ట్రక్కుల విద్యుదీకరణకు మరియు వెహికల్-టు-గ్రిడ్ సిస్టమ్‌లు అని పిలవబడే వాటిని స్వీకరించడానికి మార్గాన్ని సులభతరం చేస్తుంది, దీనిలో EV బ్యాటరీలు పునరుత్పాదక శక్తిని నిల్వ చేసి పంపుతాయి. పవర్ గ్రిడ్.

"మిలియన్-మైళ్ల బ్యాటరీ కాన్సెప్ట్ నిజంగా కొత్త కెమిస్ట్రీ కాదని, పూర్తి ఛార్జ్ పరిధిని ఉపయోగించకుండా బ్యాటరీని ఆపరేట్ చేయడానికి ఒక మార్గం అని తరువాత వివరించబడింది" అని ఒనోరి చెప్పారు.సంబంధిత పరిశోధన సింగిల్ లిథియం-అయాన్ కణాలపై కేంద్రీకృతమై ఉంది, ఇవి సాధారణంగా పూర్తి బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల వలె త్వరగా ఛార్జ్ సామర్థ్యాన్ని కోల్పోవు.

ఆసక్తితో, ఒనోరి మరియు ఆమె ల్యాబ్‌లోని ఇద్దరు పరిశోధకులు - పోస్ట్‌డాక్టోరల్ స్కాలర్ వాహిద్ అజిమి మరియు PhD విద్యార్థి అనిరుధ్ అల్లం - ఇప్పటికే ఉన్న బ్యాటరీ రకాల ఇన్వెంటివ్ మేనేజ్‌మెంట్ పూర్తి బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క పనితీరు మరియు సేవా జీవితాన్ని ఎలా మెరుగుపరుస్తుంది, వందల లేదా వేల సెల్‌లను కలిగి ఉండవచ్చని పరిశోధించాలని నిర్ణయించుకున్నారు. .

అధిక విశ్వసనీయ బ్యాటరీ మోడల్

మొదటి దశగా, పరిశోధకులు బ్యాటరీ ప్రవర్తన యొక్క అధిక-విశ్వసనీయమైన కంప్యూటర్ మోడల్‌ను రూపొందించారు, ఇది దాని కార్యాచరణ జీవితంలో బ్యాటరీ లోపల జరిగే భౌతిక మరియు రసాయన మార్పులను ఖచ్చితంగా సూచిస్తుంది.ఈ మార్పులలో కొన్ని సెకన్లు లేదా నిమిషాల వ్యవధిలో కనిపిస్తాయి - మరికొన్ని నెలలు లేదా సంవత్సరాలలో కూడా.

స్టాన్‌ఫోర్డ్ ఎనర్జీ కంట్రోల్ ల్యాబ్‌కి డైరెక్టర్‌గా ఉన్న ఒనోరి మాట్లాడుతూ, "మాకు తెలిసినంతవరకు, ఇంతకుముందు ఏ అధ్యయనంలోనూ మేము సృష్టించిన హై-ఫిడిలిటీ, మల్టీ-టైమ్‌స్కేల్ బ్యాటరీ మోడల్‌ను ఉపయోగించలేదు.

మోడల్‌తో రన్నింగ్ సిమ్యులేషన్స్ ఆధునిక బ్యాటరీ ప్యాక్‌ని ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు మరియు దానిలోని ఘటాల మధ్య తేడాలను స్వీకరించడం ద్వారా నియంత్రించవచ్చని సూచించింది.ఒనోరి మరియు సహోద్యోగులు రాబోయే సంవత్సరాల్లో బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థల అభివృద్ధికి మార్గనిర్దేశం చేసేందుకు తమ నమూనాను ఉపయోగించాలని ఊహించారు, వాటిని ఇప్పటికే ఉన్న వాహన డిజైన్లలో సులభంగా అమలు చేయవచ్చు.

కేవలం ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల వల్ల మాత్రమే ప్రయోజనం ఉండదు.వాస్తవంగా ఏదైనా అప్లికేషన్ "బ్యాటరీ ప్యాక్‌ను చాలా నొక్కిచెప్పే" కొత్త ఫలితాల ద్వారా మెరుగైన నిర్వహణ కోసం మంచి అభ్యర్థిగా ఉంటుందని ఒనోరి చెప్పారు.ఒక ఉదాహరణ?ఎలక్ట్రిక్ నిలువు టేకాఫ్ మరియు ల్యాండింగ్‌తో కూడిన డ్రోన్ లాంటి విమానం, దీనిని కొన్నిసార్లు eVTOL అని పిలుస్తారు, కొంతమంది వ్యవస్థాపకులు ఎయిర్ టాక్సీలుగా పనిచేయాలని మరియు తదుపరి దశాబ్దంలో ఇతర పట్టణ వాయు చైతన్య సేవలను అందించాలని భావిస్తున్నారు.అయినప్పటికీ, సాధారణ విమానయానం మరియు పునరుత్పాదక శక్తి యొక్క పెద్ద-స్థాయి నిల్వతో సహా పునర్వినియోగపరచదగిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం ఇతర అప్లికేషన్లు పిలుచుకుంటాయి.

"లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఇప్పటికే అనేక విధాలుగా ప్రపంచాన్ని మార్చాయి" అని ఒనోరి చెప్పారు."ఈ పరివర్తన సాంకేతికత మరియు రాబోయే దాని వారసుల నుండి మనం వీలైనంత ఎక్కువ పొందడం చాలా ముఖ్యం."