سبد خرید

محصولات


  • ۱۴ آبان، ۱۳۹۶
  • ۲۰:۰۸
  • مشاهده: 993 بار

باتری های جدید که دنیا را متحول خواهند کرد!

باتری‌هایی که در آن‌ها به جای الکترولیت مایع از الکترولیت جامد استفاده خواهد شد.

 

اخیراً باتری‌های جدید لیتیومی برای لپ‌تاپ‌ها، اسمارت‌فون‌ها و خودروهای الکتریکی طراحی شده‌اند که پیشبینی می‌شود طی چند سال آینده و در صورت پیشرفت و تولید انبوه باعث ایجاد تحولات وسیعی در جهان و صنعت خودرو خواهند شد. راز تمایز این باتری‌ها ذخیره‌ی مقدار زیادی انرژی در ابعاد کوچکتر است. مخترع این باتری‌ها، جان ب.گودیناف (John B.Goodenough)، پروفسور 94 ساله، می‌گوید باتری‌هایی که امروز در حال استفاده از آن‌ها هستیم کارایی خوبی ندارند. همین او و دانشجویان دانشکده مهندسی تگزاس را بر این امر راغب داشته تا روی تولید باتری‌هایی کار کنند که عملکرد بهتر و کارایی بیشتری برای انسان امروز داشته باشند.

 

نقاط ضعف باتری‌های حاوی الکترولیت مایع

از نقاط ضعف باتری‌های لیتیوم یونی قدیمی می‌توان به ضعیف بودن، پرهزینه و گران بودن و حتی خطر انفجار اشاره کرد. در باتری‌های لیتیوم یونی قدیمی اگر باتری با دفعات بالا و با سرعت شارژ شود به تدریج ذرات لیتیوم در الکترولیت مایع انباشته می‌شوند و بعد از گذشت مدت زمانی خطرآفرین خواهند بودند. الکترون‌ها و یون‌های مثبت انباشته شده وقتی زیاد میشوند و به هم برخورد کنند داخل باتری جرقه‌ای رخ می‌دهد که منجر به انفجار خواهد شد. در واقع علت اصلی بروز چنین خطراتی استفاده از الکترولیت مایع است.

 

مقایسه باتری‌های لیتیوم یون قدیمی و باتری‌های گودیناف حاوی الکترولیت جامد

چند سال پیش گودیناف و تیم آن تصمیم گرفتند تحقیقات خود را به سمت استفاده از الکترولیت‌های جامد به جای الکترولیت‌های مایع در باتری‌ها معطوف کنند. سرانجام دو سال پیش گودیناف با محققی به نام ماریا هلنا براگا (Maria Helena Braga) آشنا شد که روی پروژه‌ی الکترودهای شیشه‌ای تحقیق می‌کرد. باتری‌هایی که براگا و گودیناف در حال توسعه‌ی آن‌ها هستند پیش از این هیچ کجا دیده نشده‌اند. باتری‌های ساخته شده با الکترولیت شیشه‌ای ساختار کاملاً متفاوتی  با باتری‌های قدیمی دارند. تصویر زیر نمونه ای از باتری‌های قدیمی لیتیوم یونی را – که هنوز هم در حال استفاده از آن‌ها هستیم- را نشان می‌دهد. این باتری‌ها از دو قطب مثبت و منفی تشکیل شده‌اند. قطب مثبت از جنس لیتیوم متال اکسید و قطب منفی تشکیل شده از ورقه‌های کربنی است. در هنگام شارژ شدن باتری، الکترون‌های لیتیوم با عبور از الکترولیت مایع به صفحات کربنی می‌رسند و هنگام دشارژ شدن یون‌های لیتیوم عکس این حرکت را انجام می‌دهند اما الکترون‌ها همراه آن‌ها برگشت ندارند و روی صفحات کربنی می‌ماند تا انرژی مورد نیاز را تامین کنند.

باتری جدید لیتیومی

نکته قابل توجه در باتری‌های گودیناف و براگا این است که دیگر نیاز به طی این مسیر و شارژ و دشارژ مجدد نیست. در این باتری‌ها یون‌ها با گذر از الکترولیت شیشه‌ای به قطب مثبت رفته و با ایجاد لایه‌ی نازکی روی آن را می‌پوشانند. برای درک بهتر تفاوت‌های این دو باتری باید بدانید که الکترودهای به کار رفته در این دو باتری از موادی با ساختار کاملاً متفاوت هستند که در نتیجه ولتاژ خروجی متفاوتی نیز خواهند داشت.

 

یک آزمایش خانگی برای مشاهده جریان باتری

آزمایش خانگی باتری‌های مس-روی را به خاطر دارید؟ برای این آزمایش به یک سیب زمینی و دو ورقه از جنس مس و روی نیاز داریم. در سمتی از سیب زمینی ورقه مسی و در سمت دیگر آن ورقه روی را قرار می‌دهیم، حالا ما یک باتری ساخته‌ایم! در واقع جریانی داریم که الکترون‌ها از سمت روی به سمت مس در حرکتند.  مایع الکترولیت میتواند آب، شیشه یا هرچیز دیگری باشد. در عوض اگر شما قطب‌ها را به شکل مس-مس یا روی-روی قرار داده بودید در عمل هیچ اتفاقی رخ نمی‌داد.

 

ویژگی‌های باتری‌های جدید حاوی الکترولیت جامد

این باتری‌ها بین سه تا ده مرتبه قادر به شارژ شدن هستند و در بازه‌های زمانی چند ساعته و فقط در چند دقیقه میتوانند ری‌شارژ شوند. طول عمر این باتری‌ها بسیار طولانی‌تر است و هزاران سیکل شارژ دارند. و از همه مهمتر اینکه در جیب شما منفجر نمی‌شوند. هزینه تولید آن‌ها کمتر است و در دمای -4 تا -140 درجه فارنهایت هم کار می‌کنند. این باتری‌ها در آینده بهترین انتخاب ممکن برای خودروهای برقی هستند و بسیار برای جایگزین کردن خودروهای برقی به جای خودروهای گازوئیلی کمک کننده خواهد بود.

 

جهت درک بهتر مطالب فوق ویدیوی زیر را مشاهده کنید. همینطور برای مشاهده ویدیوهای بیشتر کانال سحرباتری را در آپارات دنبال کنید.

 

 

تهیه شده در تحریریه سحرباتری

برچسب:

علل ترکیدن باتری خودرو

علل ترکیدن باتری خودرو


۱۷ مهر، ۱۳۹۵ - ۱۴:۲۹
برای ارسال دیدگاه به حساب کاربری خود وارد شوید.