تست عنوان
close
سایت صنعت و بازار | اخبار | ساخت الکترولیت دماپایین با استفاده از میعانات گازی
حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده خبر

ساخت الکترولیت دماپایین با استفاده از میعانات گازی

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۰۱/۲۸ تعداد بازدید : ۲۷
تعداد رای : ۰
محققان دانشگاه کالیفرنیا الکترولیتی طراحی کردند که باعث کارکرد باتری‎های لیتیمی در دمای 60- درجه سلسیوس و کارکرد خازن‎ها تا دمای 80- درجه می‎شود. با استفاده از این الکترولیت دانسیته انرژی افزایش یافته و ایمنی باتری‎های لیتیمی و خازن‎ها ارتقا می‎یابد.

دمای کارکرد فعلی باتری‎های لیتیمی 20- درجه سلسیوس و دمای کارکرد خازن‎ها هم 40- درجه است.

این تکنولوژی امکان کارکرد وسایل الکتریکی در دماهای پایین و طی مسافت زیاد به ازای هر بار شارژ را فراهم می‎کند. ضمناً می‎توان از این باتری‎ها در مصارف فضانوردی نیز استفاده کرد.

الکترولیت‎های موجود در این باتری‎ها از حلال‎های گازی مایع‎شده (همچون فلوئورومتان) که تحت فشار متعادل قرار گرفته‎اند، تهیه می‎شوند.

در انجام این پروژه، تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا از ویژگی منحصربفرد گازها (ویسکوزیته پایین) برای کارکرد در دمای پایین بهره بردند. ویسکوزیته پایین باعث تحرک یونی بالا می‎شود؛ بدین معنی که هدایت زیادی برای باتری و خازن حتی در دمای پایین ایجاد خواهد شد.

این تیم تمرکز خود را بر روی دسته‎ای از گازها با این ویژگی قرار داد و در نهایت به دو گزینه دست یافت: یکی بر پایه فلوئورومتان مایع‎شده (برای باتری لیتیمی) و دیگری بر پایه دی‎فولئورومتان مایع‎شده (برای خازن).

به غیر از بازده زیاد در دمای پایین، این الکترولیت‎ها امنیت بالایی هم دارند. زیرا احتمال انحراف حرارتی را کاهش داده و بدین ترتیب امکان کارکرد باتری در دماهای بالاتر از دمای اتاق را فراهم می‎کنند. این عامل از آنجا نشئت می‎گیرد که در دماهای بالا، توانایی انحلال نمک این الکترولیت‎ها از بین می‎رود و هدایت الکتریکی باتری کاهش یافته و باتری از دسترس خارج می‎شود.

با استفاده از این مکانیسم خاموشی طبیعی، مانع از افزایش حرارت باتری خواهیم شد. ویژگی دیگر، این است که این مکانیسم برگشت‎پذیر بوده یعنی زمانیکه باتری خنک می‎شود، مجدداً شروع به کار می‎کند که این امر در باتری‎های رایج میسر نیست.

تحت شرایط دشواری همچون تصادف رانندگی، زمانیکه باتری تحت فشار بسیار زیاد قرار گرفته و اتصال کوتاه رخ می‎دهد، گاز موجود در الکترولیت از درون سل خارج شده و به دلیل فقدان هدایت یونی، مانع از وقوع واکنش انحراف حرارتی در باتری می‎شود (وقوع این اتفاق برای باتری‎های لیتیمی فعلی امکان‎پذیر نیست).

با این راهکار می‎توان از فویل لیتیم به عنوان الکترود منفی استفاده کرد. زیرا مشکلی که باتری‎های لیتیمی فعلی دارند، این است که لیتیم با الکترولیت‎های مایع وارد واکنش شده و منجر به کاهش بازده کولومبیک می‎شود و در نتیجه از تعداد سیکل‎های شارژ و دشارژ کاسته خواهد شد.

مشکل دیگری که در مورد باتری‎های لیتیمی با الکترولیت‎های مایع فعلی وجود دارد این است که با تکرار چرخه‎های شارژ و دشارژ، ذرات لیتیم بر روی قسمت‎هایی از الکترود انباشته می‎شوند و در نتیجه با وقوع رشد شاخه‎ای، تخریب باتری رخ می‎دهد.

راهکارهای مختلفی که برای غلبه بر این مشکلات وجود دارند، این است که (1) از الکترولیت‎های با ویسکوزیته پایین استفاده کرد، (2) فشار مکانیکی بالایی را بر الکترود اعمال کرد و (3) از افزودنی‎های فلورینه‎شده برای الکترولیت استفاده کرد تا بتوان واکنش‎های مطلوبی را بر سطح الکترود ایجاد کرد.

الکترولیتی که توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا تهیه شده، تمام ویژگی‎های مورد انتظار را داراست. لایه‎ای که بر روی سطح الکترود ایجاد می‎شود، کاملاً یکنواخت است و فاقد هرگونه رشد دندریتی است که بدین ترتیب بازده کولونی بالایی در حد بیش از 97% ایجاد شده و هدایت باتری ارتقا می‎یابد. این اولین باری است که الکترولیتی تهیه می‎شود که هم برای آند لیتیم و هم برای کاتد قابل استفاده است.
در اقدامات بعدی محققان قصد دارند تا دانسیته انرژی و چرخه‎پذیری باتری و خازن را ارتقا دهند و محدوده دمای عملکرد آن را به 100- درجه سلسیوس برسانند.

 

filereader.php?p1=main_10a7cdd970fe135cf

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)