باتری لیتیومی چینی ها در دمای منفی ۸۰ درجه سانتیگراد کار می کند
به گزارش گروه هوش مصنوعی، یک الکترولیت جدید باتری ها را قادر می سازد در دماهای بسیار پایین کار کنند و محدوده عملیاتی آنها را به میزان قابل توجهی بالا می برد.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، در یک پیشرفت قابل توجه در فناوری باتری ها، گروهی از پژوهشگران چینی الکترولیت جدیدی را توسعه داده اند که باتری های لیتیوم یونی را قادر می سازد تا در دماهای بسیار پایین به صورت موثر عمل کنند.
به نقل از آی ای، یک گروه بین المللی از پژوهشگران به رهبری فن شیولین(Fan Xiulin) استاد دانشگاه ژیجیانگ(Zhejiang) در چین ابتکاری به خرج داده است که به باتری ها اجازه می دهد در دمای منفی ۸۰ درجه سانتیگراد(منفی ۱۱۲ درجه فارنهایت) به شکل موثر کار کنند.
پژوهشگران همینطور مکانیسم انتقال یونی را که قبلاً کشف نشده بود در باتری ها کشف کرده اند که این پتانسیل را دارد که پایه ای برای توسعه باتری های پرانرژی با قابلیت عملکرد در شرایط دوشار ایجاد نماید.
شیولین تاکید می کند که این باتری ها می توانند در زمینه های مختلفی مانند مخابرات، قطار، اکتشاف قطب شمال، هوانوردی و وسایل نقلیه الکتریکی کاربرد داشته باشند.
باتری های لیتیوم یونی پیشرفته
ایجاد باتری های لیتیوم یونی مناسب برای محیط های با دمای پایین به علت دشواری در دستیابی به تعادل بین چگالی انرژی بالا، محدوده دمای عملیاتی گسترده و قابلیت های شارژ سریع همگی در یک باتری، چالش برانگیز بوده است.
یکی از علل اینست که همه این خصوصیت ها به یک الکترولیت بستگی دارد که یک جزء از باتری است که یون ها را بین الکترودها حرکت می دهد و دارای کیفیت هایی است که با یکدیگر مخالف هستند.
به قول پژوهشگران، آنها برای حل این چالش، یک الکترولیت متشکل از مولکول های حلال کوچک ایجاد کردند که به باتری اجازه می دهد خصوصیت هایی داشته باشد که برای باتری ها و الکترولیت های فعلی دست نیافتنی است.
طبق تحقیقات آنها، این الکترولیت شارژ فوق سریع را در محیط های سرد تسهیل می کند و این امکان را به باتری های لیتیوم یونی می دهد که با ظرفیت و پایداری زیاد در دمای منفی ۱۱۲ درجه فارنهایت(منفی ۸۰ درجه سانتیگراد) کار کنند و باتری می تواند ۸۰ درصد از ظرفیت خویش را ظرف تنها ۱۰ دقیقه در دمای بسیار پایین شارژ کند.
الکترولیت نوآورانه و بهبود عملکرد باتری
نمک های لیتیوم مخلوط شده در یک حلال آلی، ترکیبات معمول الکترولیت های باتری لیتیوم یونی هستند. الکترولیت ها هدایت یونی یا حرکت یونی را در باتری مدیریت می کنند.
با این وجود، بعد از چهار سال تحقیق که شامل آزمایش خیلی از حلال ها در محدوده دمایی وسیع بود، این گروه از پژوهشگران از حلالی به نام فلوراستونیتریل برای ایجاد یک الکترولیت استفاده کردند.
این پژوهشگران کشف کردند که این الکترولیت با آزمایش هایی که با استفاده از باتری های لیتیوم یونی بسته نرم صورت می گیرد که به سلول های باتری کیسه ای تخت هم معروف هستند، یک حالت ناشناخته حرکت ساختاری درون باتری ها را تسهیل می کند.
پژوهشگران این فرایند را «انتقال کانال لیگاند» می نامند که در آن مولکول های حلال کوچک در الکترولیت، دو لایه غلاف در اطراف یون های لیتیوم می سازند و کانال هایی را برای عبور یون ها ایجاد می کنند.
مکانیسم هدایت تسهیل شده توسط کانال لیگاند، باتری های پرانرژی را که در محیط های خشن کار می کنند، در دسترس قرار می دهد.
به قول پژوهشگران، این روش، الکترولیت آنها را قادر می سازد تا ۱۰ هزار برابر هدایت یونی بهتری در دمای ۹۴ درجه فارنهایت(۷۰ درجه سانتیگراد) نسبت به الکترولیت های استاندارد داشته باشد.
این گروه کشف کرد که مفهوم طراحی الکترولیت آنها برای باتری های لیتیوم یونی، سدیم یونی و پتاسیم یونی فوق العاده خوب عمل می کند.
به قول این تیم، این تحقیق هنوز محدودیت هایی دارد، چونکه امکان دارد برای تضمین این که این الکترولیت می تواند به درستی در طراحی باتری سنتی عمل کند، تحقیقات بیشتری لازم باشد.
جزئیات تحقیقات این گروه در مجله Science انتشار یافته است.
منبع: iagrp.ir
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب