تولید باتری جدید لیتیوم یون

به گزارش «نبض فناوری»، محققان باتری‌های لیتیوم یون جدیدی تولید کرده‌اند که هم در دمای سرد و هم در دماهای داغ بسیار خوب عمل می‌کنند و در عین حال انرژی زیادی را در خود جای می‌دهند. این باتری‌ها که در مجله PNAS توضیح داده شده‌اند، می‌توانند به وسایل نقلیه الکتریکی در آب و هوای سرد اجازه دهند با یک بار شارژ مسافت بیشتری را طی کنند.

آنها همچنین می توانند نیاز به سیستم های خنک کننده را برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد بسته باتری خودروها در آب و هوای گرم کاهش دهند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا (UC) سن دیگو در ایالات متحده یک الکترولیت ساختند که نه تنها همه کاره و قوی در طیف وسیعی از دما است، بلکه با آند و کاتد انرژی بالا نیز سازگار است.

آند الکترودی است که الکتریسیته به آن وارد می شود. کاتد الکترودی است که الکتریسیته از آن خارج می شود.

چن گفت: « باتری‌ها فقط با عبور جریان در حین کار گرم می‌شوند. اگر باتری‌ها نتوانند این گرم شدن را در دمای بالا تحمل کنند، عملکرد آنها به سرعت کاهش می‌یابد.»

در آزمایشات، باتری ها 87.5 درصد و 115.9 درصد ظرفیت انرژی خود را به ترتیب در دمای منفی 40 و 50 درجه سانتیگراد حفظ کردند.

آنها همچنین دارای راندمان کولنی بالای 98.2 درصد و 98.7 درصد در این دماها بودند که به این معنی است که باتری ها می توانند قبل از توقف کار، چرخه های شارژ و دشارژ بیشتری را پشت سر بگذارند.

باتری ها به لطف الکترولیت خود که از محلول مایع دی بوتیل اتر مخلوط با نمک لیتیوم ساخته شده است، هم سرما و هم گرما را تحمل می کنند.

یکی از ویژگی های دی بوتیل اتر این است که مولکول های آن به طورضعیف به یون های لیتیوم متصل می شوند. به عبارت دیگر، مولکول های الکترولیت می توانند به راحتی یون های لیتیوم را در حین کار باتری رها کنند.

محققان دریافتند که این برهمکنش مولکولی ضعیف، که در مطالعه قبلی کشف کرده بودند، عملکرد باتری را در دماهای زیر صفر بهبود می بخشد.

محققان گفتند دی بوتیل اتر می تواند به راحتی گرما را تحمل کند زیرا در دماهای بالا مایع می ماند.

همچنین ویژگی خاص این الکترولیت سازگاری آن با باتری لیتیوم سولفور است که نوعی باتری قابل شارژ دارای آند ساخته شده از فلز لیتیوم و کاتد ساخته شده از گوگرد است.

به گفته محققان، باتری‌های لیتیوم-گوگرد بخش مهمی از فناوری‌های باتری نسل بعدی هستند زیرا نوید چگالی انرژی بالاتر و هزینه‌های کمتر را می‌دهند.

آنها می توانند تا دو برابر بیشتر از باتری های لیتیوم یونی امروزی (در هر کیلوگرم) انرژی ذخیره کنند؛ که می تواند بدون افزایش وزن بسته باتری، برد خودروهای الکتریکی را دو برابر کند.

محققان افزودند که گوگرد نیز نسبت به کبالت مورد استفاده در کاتدهای باتری لیتیوم یون سنتی، فراوان‌تر و کمتر مشکل‌ساز است.