افزایش چند برابری ظرفیت و سرعت شارژ باتری‌ها با روشی جدید

تیم از محققان دانشگاه کلمبیا با رونمایی از روش جدید پایدارسازی الکترولیت های جامد در فلز لیتیوم، ساخت باتری های قدرتمند حالت جامد را یک قدم به واقعیت نزدیک کردند.

باتری های نام آشنای لیتیوم یونی امروزه انتخاب اول برای استفاده در اسمارت فون ها و سایر گجت های باتری محور به شمار می آیند. این باتری ها جدای از مزایایی که در اختیار کاربر می گذارند معایبی نیز دارند. برای مثال علاوه بر محدودیت در مقدار توان قابل ذخیره و عمر کوتاه، احتمال آتش گرفتن آنها در صورت درست شارژ نشدن یا آسیب دیدن وجود دارد.

تیم مهندسی دانشگاه کلمبیا، با استفاده از نانو پوشش بور - نیتراید، به فناوری جدیدی برای تولید باتری دست یافتند که امکان ذخیره 10 برابر شارژ بیشتر را نسبت به باتری های گرافیتی لیتیوم یون فراهم می کند. علاوه بر این الکترولیت های سرامیکی مورد استفاده در این باتری ها قابل اشتعال نبوده و امنیت بیشتری دارند.

موانع توسعه باتری های حالت جامد

ایده باتری های حالت جامد موضوع جدیدی نیست اما مشکلاتی مانند مواد مورد نیاز برای ساخت، امنیت طراحی، هزینه ساخت و تکنیک های تولید موانعی بر سر راه عملی شدن این ایده بوده اند.

علاوه بر هزینه ساخت، مشکل اصلی تولید باتری های حالت جامد «دندریت» ها هستند. دندریت یک شبکه شبه کریستالی از فلز لیتیوم است که از بخش آند باتری شروع شده و می تواند در کل باتری رشد کند. این شبکه به خاطر جریان بالای شارژ و دشارژ در باتری رخ می دهد، چرا که یون های موجود در الکترولیت با الکترون ها ترکیب شده و یک لایه جامد لیتیوم تشکیل می دهند.

دندریت شکل گرفته، مقدار الکترولیت در دسترس درون باتری را کاهش داده و باعث کم شدن حجم ذخیره ای باتری می شود. بدتر از این، ماده مذکور می تواند از آند به کاتد مسیری تشکیل داده و باعث اتصال کوتاه شدن و آتش گرفتن باتری شود.

برای حل این مشکل، باتری های لیتیوم یون متداول از یک مایع الکترولیتی استفاده می کنند و با قرار گرفتن گرافیت در بخش آند نیز پایداری این باتری بیشتر می شود. بنابراین سازندگان باتری های لیتیوم یونی با استفاده از ترفندهایی در ساخت، مواد شیمیایی و مواد سازنده جریان یون ها را محدود کرده و  از شکل گیری دندریت ها جلوگیری می کنند، اما هزینه ای که برای این هدف پرداخته اند، افزایش احتمال اشتعال و کاهش ظرفیت باتری است.

باتری های حالت جامد

حل مشکل با تکنولوژی جدید

راه حلی که محققان برای جلوگیری از تشکیل دندریت در باتری های حالت جامد پیشنهاد داده اند، استفاده از یک نانو پوشش بور - نیتراید (BN) به ضخامت 5 تا 10 نانومتر است که فلز لیتیوم را نسبت به یون ها ایزوله می کند. این عایق سازی علاوه بر ایجاد مانع در برابر تولید دندریت و اتصال کوتاه باتری، به اندازه کافی نازک طراحی شده تا ظرفیت باتری کاهش پیدا نکند.

با توجه به تکنولوژی مورد استفاده می توان گفت که باتری های حالت جامد تا 6 برابر شارژ سریعتر، ظرفیت بیشتر 2 تا 10 برابری و عمر طولانی تر (تا 10 سال) در اختیار کاربران گجت ها قرار خواهند داد. علاوه بر این مواد سازنده باتری قابل اشتعال نیستند و همین موضوع امنیت استفاده از آن ها را بیشتر می کند.

بلیط هواپیما malltina

مطالب مرتبط

تسلا از خرید معدن لیتیوم و احداث کارخانه تولید کاتد خبر داد

تسلا از احداث یک کارخانه جدید تولید کاتد در ایالات متحده خبر داد. «ایلان ماسک» مدیرعامل تسلا هدف از ساخت این کارخانه را کاهش هزینه‌های زنجیره تأمین و ساده‌سازی فرآیند تولید کاتد اعلام کرده است.ماسک در جریان رویداد Battery Day که در آن تسلا از سلول باتری جدید رونمایی کرد، گفت پروسه تولید کاتد فعلی... ادامه مطلب

تسلا از سلول باتری جدید با ۶ برابر قدرت و ۵ برابر انرژی بیشتر رونمایی کرد

تسلا از سلول باتری جدید این شرکت به نام «۴۶۸۰» رونمایی کرد. این سلول ۶ برابر قدرت بیشتری نسبت به سلول‌های قبلی داشته و ۵ برابر ظرفیت انرژی بیشتری دارد.باتری جدید قرار است هزینه هر کیلووات ساعت برق را در خودروهای تسلا کاهش دهد. بسیاری از متخصصان می‌گویند کاهش این هزینه به تسلا کمک می‌کند... ادامه مطلب

ساخت سوپرباتری جدیدی که در 15 ثانیه شارژ می‌شود

«اسکلتون» (Skeleton) شرکت فناوری استونیایی با همکاری شرکت فناوری آلمانی «کیت» (KIT)، موفق به توسعه «سوپرباتری» (SuperBattery) جدیدی شده‌اند که می‌تواند در عرض 15 ثانیه شارژ شود. توسعه این باتری با چنین ویژگی بی‌شک نقطه عطفی در مکانیزم شارژ و دشارژ باتری‌های خودروهای الکتریکی ایجاد خواهد کرد.باتری جدید، با به کارگیری ابرخازن‌های شرکت اسکلتون، صدها هزار... ادامه مطلب

ایلان ماسک: فناوری باتری تسلا تا سال ۲۰۲۲ به تولید انبوه نمی‌رسد

ایلان ماسک اعلام کرده فناوری باتری جدید تسلا تا سال ۲۰۲۲ آماده تولید انبوه نخواهد شد و این کمپانی همچنان به خرید باتری از شرکت‌های دیگر ادامه می‌دهد.طبق گفته ایلان ماسک در توییتر، فناوری جدید باتری تسلا که در رویداد «Battery Day» این کمپانی معرفی می‌شود، یک نمونه اولیه خواهد بود و امکان استفاده سریع... ادامه مطلب

اولین لپ تاپ گیمینگ آنر معرفی شد؛ با هانتر V700 آشنا شوید

روز گذشته برند آنر از اولین لپ تاپ گیمینگ خود رونمایی کرد. این محصول که هانتر V700 نام دارد با بدنه آلومینیومی و لوگو بک لایت RGB خود از نظر زیبایی چیزی کم ندارد و به لطف منافذ متعدد تعبیه شده در بخش پشتی بدنه و همچنین کیبورد کاملی که برایش در نظر گرفته شده یک گزینه... ادامه مطلب

رئیس اتحادیه فناوران رایانه، از واردات قاچاق لپ‌تاپ‌ دست دوم از عراق و امارات خبر داد

رئیس اتحادیه فناوران رایانه تهران از رونق واردات غیررسمی لپ تاپ‌های دست دوم به کشور خبر داد و اعلام کرد که لپ تاپ‌های دست دوم از عراق و امارات متحده عربی به طور قاچاق وارد کشور می‌شود. به گفته او این لپ تاپ‌ها بیشتر از طریق فضای مجازی و کانال‌های تلگرامی و اینستاگرامی به مردم... ادامه مطلب

نظرات ۲

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟