أخبار EVsالبطارياتتكنولوجيا EVs

الجيل التالي من بطاريات الليثيوم أيون سوف تستخدم المطاط لتحسين الأداء

بحث علمي يوظف المطاط في إلكتروليت بطاريات الليثيوم أيون

قد تكون بطاريات الليثيوم أيون المصنوعة من المطاط الخطوة التالية في البطاريات الفعالة من حيث التكلفة والأكثر أمانًا والتي تدوم طويلاً والتي لن تضر بالبيئة ، وفقًا للباحثين في معهد جورجيا للتكنولوجيا.

بطاريات سيارات كهربائية
بطاريات سيارات كهربائية

بطاريات الليثيوم أيون والمطاط

فقد وجد فريق البحث أنه عند صياغتها في هيكل ثلاثي الأبعاد ، تعمل اللدائن (المطاط الصناعي) بمثابة “طريق سريع” لنقل أيونات الليثيوم بسرعة مع متانة ميكانيكية فائقة على المواد التقليدية ، مما ينتج عنه بطاريات الليثيوم أيون أطول شحن مع أداء طويل الأمد.

بطاريات أيونات الصوديوم
بطاريات أيونات الصوديوم

في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية ، يتم نقل الأيونات بواسطة سائل إلكتروليت. ومع ذلك ، فإن البطارية غير مستقرة بطبيعتها: حتى أدنى ضرر يمكن أن يتسبب في حدوث تسرب في الإلكتروليت ، مما يؤدي إلى حدوث انفجار أو نشوب حريق. أجبرت مشكلات السلامة الصناعة على النظر في بطاريات الحالة الصلبة ، والتي يمكن تصنيعها باستخدام مادة خزفية غير عضوية أو بوليمرات عضوية.

 

قال الباحث Seung Woo Lee ، الأستاذ المشارك: “تركز معظم الصناعة على بناء إلكتروليتات صلبة غير عضوية ، لكن من الصعب صنعها ، وباهظة الثمن وليست صديقة للبيئة خلاف بطاريات الليثيوم أيون “.

إلكتروليت من المطاط في بطاريات الليثيوم أيون

تستمر إلكتروليتات البوليمر الصلبة في جذب اهتمام كبير بسبب انخفاض تكلفة التصنيع وعدم السمية والطبيعة اللينة. ومع ذلك ، لا تتمتع إلكتروليتات البوليمر التقليدية بموصلية أيونية واستقرار ميكانيكي كافيين للتشغيل الموثوق به لبطاريات الحالة الصلبة وذلك عند مقارنتها بـ بطاريات الليثيوم أيون.

 

تستفيد البطاريات الجديدة المحتوية على المطاط من هيكل ثلاثي الأبعاد فريد ينتج عنه توصيل أيوني عالي وخصائص ميكانيكية فائقة واستقرار كهروكيميائي.

 

قال الباحثون إن إلكتروليت المطاط يمكن تصنيعه باستخدام عملية بلمرة بسيطة في ظروف درجات حرارة منخفضة ، مما يؤدي إلى توليد واجهات قوية وسلسة على سطح الأقطاب الكهربائية.

فوائد إلكتروليت المطاط

تمنع الخصائص الفريدة للإلكتروليتات المطاطية نمو تغصنات الليثيوم ، مما يؤدي إلى تدهور أداء البطارية بمرور الوقت ، ويسمح بتحريك الأيونات بشكل أسرع ، مما يتيح التشغيل الموثوق به لبطاريات الحالة الصلبة حتى في درجة حرارة الغرفة.

 

قال لي: “تم استخدام المطاط في كل مكان داخل البطارية  بسبب خصائصه الميكانيكية العالية وسيسمح لنا بصنع بطاريات رخيصة وأكثر موثوقية وأمانًا”.

 

قال مايكل لي ، باحث متخرج في الهندسة الميكانيكية: “الموصلية الأيونية العالية تعني أنه يمكنك تحريك المزيد من الأيونات في نفس الوقت”. “من خلال زيادة الطاقة المحددة وكثافة الطاقة لهذه البطاريات ، يمكنك زيادة الأميال التي تقطعها المركبة الكهربائية.”

 

يبحث الباحثون الآن عن طرق لتحسين أداء البطارية عن طريق زيادة وقت الدورة وتقليل وقت الشحن من خلال التوصيل الأيوني الأفضل. حتى الآن ، شهدت جهودهم تحسنًا مرتين في أداء البطارية ووقت الدورة.

 

توشيبا وبطاريات الليثيوم أيون جديدة

ومن ناحية أخرى أعلنت توشيبا أمس ، عن جيل جديد من بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن والتي تدعي أنها تحل التحديات التقليدية المرتبطة بتوفير الطاقة العالية والطاقة العالية في نفس الوقت.

 

 

المصدر :

 

https://eandt.theiet.org/content/articles/2022/01/next-gen-lithium-ion-batteries-could-use-rubber-for-longer-lasting-performance/

 

أقرأ أيضا:

بطاريات الليثيوم الصلبة تعود مرة أخري

3 أسباب تجعل بطاريات أيونات الصوديوم تخلع الليثيوم

اظهر المزيد

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى