ساخت یک باتری شبه جامد برای افزایش ایمنی و کارآیی خودرو های الکتریکی
به گزارش تجهیزات جانبی، گروهی از محققان ژاپنی، یک باتری لیتیوم-یونی غیر قابل اشتعال شبه جامد ساخته اند که می تواند محدودیت های باتری های معمولی را رفع کند.
به گزارش تجهیزات جانبی به نقل از ایسنا، پیشرفت های حوزه فناوری به استفاده گسترده از تجهیزات و وسایل نقلیه الکتریکی کمک کرده اند. این نوآوری ها نه تنها روش استفاده ساده ای دارند، بلکه با محیط زیست هم سازگار هستند و می توانند جایگزینی برای سیستم های آلاینده مبتنی بر سوخت باشند.
به نقل از میراژ نیوز، باتری های لیتیوم-یونی به صورت گسترده در تجهیزات و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شوند. باتری های لیتیوم-یونی تجاری شامل یک محلول الکترولیت آلی هستند که برای کارآمد کردن انرژی آنها ضروری می باشد. با این حال، اطمینان یافتن از ایمنی باتری های لیتیوم-یونی به یک نگرانی تبدیل گشته و امکان دارد با افزایش تقاضای بازار، دستیابی به آنها دشوار شود.
باآنکه باتری های حالت جامد می توانند به کاهش مشکلات ایمنی کمک کنند اما رابط بین الکترودهای جامد و الکترولیت برای انتقال بهینه لیتیوم-یون مناسب نمی باشد. علاوه بر این، انبساط و انقباض الکترودهای جامد می تواند رابط مشترک و انتقال یون را مختل کند. بنابراین، احتیاج به توسعه باتری های حالت جامد کارآمد با رابط مشترک پایدار احساس می شود که بتواند ایمنی، کاربرد و عملکرد آنها را افزایش دهد.
گروهی از محققان ژاپنی به سرپرستی «ریوسوکه کیدو»(Ryosuke Kido) از «دانشگاه دوشیشا»(Doshisha University) و شرکت «تی دی کی»(TDK)، پروفسور «مینورو اینابا»(Minoru Inaba) و پروفسور «تاکایوکی دوی»(Takayuki Doi) از دانشگاه دوشیشا و «آتسوشی سانو»(Atsushi Sano) از شرکت تی دی کی، برای غلبه بر این چالش ها یک باتری لیتیوم-یونی غیر قابل اشتعال شبه جامد ساخته اند که می تواند بر محدودیت های باتری معمولی غلبه کند.
کیدو با عرضه اطلاعات بیشتر در رابطه با پژوهش خود اظهار داشت: افزایش ظرفیت مواد فعال الکترود مثبت و منفی برای دستیابی به چگالی بالاتر انرژی، عملکرد و ایمنی چرخه را می کاهد. حالت شبه جامد ضد شعله باتری ما با ترکیب یک الکترولیت مایع و یک الکترولیت جامد، جایگزین ایمن تر و بادوام تری را برای باتری های حالت تمام جامد با چگالی انرژی بالا عرضه می کند.
طراحی جدید باتری شامل یک الکترود منفی سیلیکونی و یک الکترود مثبت است که مواد نسل بعدی برای باتری های لیتیوم-یونی درنظر گرفته می شوند. این الکترودها با یک ورق شیشه-سرامیک رسانای لیتیوم-یون جامد از هم جدا می شوند. محققان برای افزایش سازگاری و عملکرد الکترودها، محلول های الکترولیت غیر قابل اشتعال و حدودا اشباع شده را متناسب با هر الکترود توسعه دادند. در محلول ها از تریس، فسفات و متیل استفاده شد که با الکترودها و رابط الکترولیت جامد سازگار بودند. باتری های شبه جامد در آزمایش ها هدایت یونی عالی، پایداری حرارتی و عملکرد الکتروشیمیایی را نشان دادند.
به صورت کلی، باتری های لیتیوم-یون جدید توسعه یافته در این پژوهش می توانند توسعه نسل بعدی خودرو های الکتریکی کارآمدتر و ایمن تر و وسایل بی سیم مانند پهپادها را بالا برند. کاربرد گسترده این باتری ها نه تنها می تواند راحتی کاربر را بهبود ببخشد، بلکه به رشد اقتصادی پایدار هم کمک می نماید.
کیدو نتایج بلندمدت پژوهش خویش را این گونه به پایان رساند: در حالیکه جهان بسمت انتشار صفر کربن حرکت می کند، وسایل نقلیه الکتریکی در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. توسعه باتری های بسیار ایمن با طول عمر بالا برای خودرو های الکتریکی حیاتی می باشد. باتری شبه جامد ما پتانسیل بهبود طول عمر باتری های مایع و افزایش چگالی انرژی را همراه با حفظ ایمنی باتری های حالت تمام جامد دارد.
این پژوهش، گامی به سمت توسعه نسل بعدی راهبردهای ذخیره انرژی است که ایمنی، کارآیی و پایداری محیطی را متعادل می کنند.
منبع: تجهیزات جانبی
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب