باتری حالت جامد MIT شارژدهی موبایل‌ها را تا چند روز افزایش می‌دهد

یکی از روش‌هایی که معمولا دانشمندان برای بهبود باتری‌ها انجام می‌دهند، تعویض اجزای مایع با جامد است که به باتری جدید تولید شده توسط این روش، باتری حالت جامد می‌گویند. این تلاش‌ها می‌توانند تا حدود زیادی عمر و شارژدهی باتری‌ها را افزایش دهند. اخیرا دانشمندان دانشگاه MIT نوع جدیدی از باتری حالت جامد را توسعه داده‌اند که بسیاری از مشکلات نسل فعلی آن‌ها را برطرف می‌کند.

باتری لیتیومی معمولی الکترولیتی مایع دارد که به عنوان واسطه عمل می‌کند. یون‌های لیتیوم از این واسطه استفاده می‌کنند و بین آند و کاتد جا به جا می‌‌شوند که به آن عمل شارژ و دشارژ می‌گویند. یکی از مشکلاتی که در این نوع باتری‌ها وجود دارد، فرار بودن مایع الکترولیتی بوده که ممکن است گاهی اوقات موجب آتش گرفتن باتری شود؛ مثل همان مشکلی که در باتری نوت ۷ معروف وجود داشت.

تعویض الکترولیت مایع با اجزای جامد نه تنها این مشکل را حل کرده و باتری‌ها را امن‌تر می‌کند، بلکه می‌تواند باعث ایجاد تغییرات جدیدی در دیگر اجزای کلیدی باتری شود. آند باتری‌های لیتیومی امروزی از ترکیب مس و گرافیت تولید می‌شوند، اما اگر بتوان آن را از لیتیوم خالص تولید کرد می‌تواند گلوگاه بین شیمی انرژی و چگالی که گریبان باتری‌های امروزی را گرفته است نیز از بین ببرد.

باتری حالت جامد

از همین رو یکی از دغدغه‌های اصلی محققین، تولید الکترولیت جامد است که البته خود یکی سری سختی‌هایی دارد. مشکلی که این جا وجود دارد، این است که با شارژ شدن باتری، اتم‌ها داخل فلز لیتیوم جمع شده و آن را منبسط می‌کنند. این عمل، ارتباط پیوسته بین مواد داخل باتری را ناممکن کرده که باعث ترک خوردن الکترولیت می‌شود. محققین دانشگاه MIT نیز همین مشکل را برطرف کرده‌اند.

آن‌ها مخلوطی از مواد هادی جامد یونیک - الکترونیک (MIEC) و عایق لیتیوم یون (ELI) ساخته‌اند که داخل یک ساختار لانه زنبوری ۳ لایه ساخته شده‌اند. این مواد به همراه ردیفی از تیوب‌های نانو ساخته شده از MIEC قطعات پازل را تکمیل می‌کنند. سپس تیوب‌ها به فلز لیتیوم جوش داده شدند تا بخش آند باتری تشکیل شود. از آن جایی که داخل این تیوب‌ها فضای اضافی وجود دارد، فلز لیتیوم می‌تواند بدون مشکل منبسط و منقبض شود. در این حالت ساختار به خوبی مانند یک جامد - مایع عمل می‌کند؛ یعنی مانند یک مایع حرکت کرده و ساختار جامد خود را نیز حفظ می‌کند.

تمامی این اتفاقات داخل ساختار لانه زنبوری آند رخ می‌دهد؛ جایی که پوشش ELI دیواره تیوب‌ها مانند یک جداکننده میان الکترولیت جامد و آند عمل می‌کند. این بدان معناست که با شارژٰ شدن باتری ابعاد پرنوسان فلز لیتیوم، کاملا داخل ساختار قرار خواهد گرفت و ابعاد خارجی آن تغییری نمی‌کند. مزیت این روش در اینجاست که آند باتری به صورت شیمیایی و مکانیکی پایدار است و در چرخه‌های شارژ و دشارژ، لیتیوم تماس الکتریکی خود با الکترولیت جامد را از دست نمی‌دهد.

باتری حالت جامد

تیم محققین دانشگاه MIT می‌گویند که این آزمایش باعث پیشرفت شگرفی در آزمایشات دیگر در رابطه با باتری حالت جامد شده است که عموما به مخلوطی از الکترولیت مایع نیاز دارند تا به درستی کار کنند. تیم تحقیقاتی باتری حالت جامد خود را در ۱۰۰ بار شارژ و دشارژ کردند و الکترولیت آن هیچ ترکی برنداشت.

این تکنولوژی باعث می‌شود که آند‌ها ۲۵ درصد وزن آند‌های فعلی را داشته باشند، در حالی که همان فضای ذخیره‌سازی را دارند. با ترکیب این روش و تکنولوژی جدید کاتد‌ها، می‌توان کاری کرد که شارژدهی باتری گوشی‌های هوشمند تا چند روز افزایش یابد بدون آن که تغییری در وزن و ابعاد آن‌ها ایجاد شود.

malltina

مطالب مرتبط

ساعت‌های هوشمند چگونه از گجتی لوکس به ابزاری ضروری تبدیل می‌شوند؟

طی پنج سال گذشته ساعت‌های هوشمند از یک نوآوری آینده‌نگرانه به محصولی پر زرق و برق در سبد بسیاری از موبایل‌سازها و دیگر شرکت‌های فناوری تبدیل شده‌اند. ساعت‌هایی که در روزهای اول بسیاری یک تب زودگذر می‌پنداشتند حالا روی دست میلیون‌ها نفر نشسته اند اما سوال اینجاست که در پنج سال آینده وضعیت اسمارت واچ‌ها... ادامه مطلب

بازگشت ناظران یوتیوب به کار پس از ناکارآمدی هوش مصنوعی در نظارت بر ویدیوها

همزمان با همه‌گیری بیماری کرونا، یوتیوب اعلام کرده بود که با استفاده از سیستم یادگیری ماشینی مبتنی بر هوش مصنوعی، کار نظارت بر محتوای ویدیوها را پیش می‌برد.اما به نظر می‌رسد بازبین‌های هوش مصنوعی در نظارت بر محتوای ویدیوها عملکرد خوبی از خود نشان نداده و به اشتباه حجم زیادی از ویدیوها را حذف کرده‌اند.... ادامه مطلب

 هواوی در صدد ورود به بازار نمایشگر و کامپیوتر است

هواوی که پیشتر توان خود در زمینه تولید پردازنده را نشان داده بود، اکنون تصمیم گرفته وارد بازار کامپیوتر و مانیتور شود.هنوز به صورت رسمی خبری را در این باره اعلام نشده اما برخی منابع آگاه از برنامه آنها برای ورود به بازار نمایشگر و کامپیوتر خبر داده‌اند. مانیتورهای هواوی شامل مدل‌های تخت و همچنین... ادامه مطلب

ایرباس از طرح ساخت اولین هواپیماهای تجاری با آلایندگی صفر رونمایی کرد

ایرباس اخیرا از طرح‌های مفهومی خود برای اولین هواپیماهای تجاری آلایندگی صفر جهان پرده برداشته که از هیدروژن استفاده می‌کنند و تا سال ۲۰۳۵ به پرواز درمی‌آیند.این کمپانی مطرح اروپایی از سه طرح مفهومی مختلف رونمایی کرده که تلاشی برای یافتن کارآمدترین راه برای طی مسافت‌های طولانی با هواپیما و بدون تولید گازهای گلخانه‌ای محسوب... ادامه مطلب

چگونه تصاویر کم نور را در فتوشاپ روشن کنیم؟

همه ما در برخی مواقع عکس‌های تاریک گرفته‌ایم و چنین موضوعی در شرایط کم نور یا با کنتراست بالا اجتناب‌ ناپذیر است. برای رفع این مشکل، امکان روشن کردن عکس کم نور در فتوشاپ وجود دارد.در این مقاله ما ۵ روش برای روشن کردن عکس کم نور در فتوشاپ را به شما آموزش می‌دهیم. با... ادامه مطلب

کنفرانس توسعه دهندگان ۲۰۲۰ سامسونگ به خاطر شیوع کرونا لغو شد

سامسونگ برای اولین بار در ۵ سال گذشته به علت شیوع ویروس کرونا و نگرانی‌های پیرامون آن، امسال کنفرانس توسعه‌دهندگان (SDC) را برگزار نخواهد کرد.سامسونگ به صورت رسمی اعلام کرده:«ما از اینکه امسال میزبان این رویداد نخواهیم بود و فرصتی برای تعامل مستقیم با شما پیدا نخواهیم کرد، ناراحتیم. اولویت اصلی ما حفظ ایمنی و... ادامه مطلب

ویجیاتو

نظرات ۳

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟