علماء صينيون يبتكرون بطارية ليثيوم حالة صلبة وزنها 100 كجم
تحقق مدى سير 1000 كيلومتر
أحرز فريق بحث صيني تقدمًا ملحوظًا في يبتكرون بطارية ليثيوم حالة صلبة وزنها 100 كجم وتحقق مدى سير 1000 كيلومتر . ومع هذا الأبتكار استطاع العلماء الصينيون التغلب على إحدى أهم العوائق التقنية في بطاريات الليثيوم-المعادن الصلبة بالكامل، ومن المقرر أن يسمح هذا التطوير لحزمة بطارية تزن 100 كجم بتوفير مدى قيادة يتجاوز 1000 كيلومتر، مقارنةً بحوالي 500 كيلومتر سابقًا. وذلك وفقًا لتقرير صادر عن تلفزيون الصين المركزي (CCTV).
التغلب على مشكلة بطارية الليثيوم
تتميز الإلكتروليتات الصلبة التقليدية القائمة على الكبريتيد بصلابة وهشاشة شديدتين، تشبه السيراميك، بينما تتميز أنودات الليثيوم-المعادن بأنها لينة ومرنة. وعند دمجها، تعيق الواجهة غير المتساوية بين هاتين المادتين نقل الأيونات، مما يقلل من كفاءة الشحن والتفريغ.
للتغلب على هذه المشكلة، طورت عدة مجموعات بحثية في جميع أنحاء الصين مناهج مختلفة تهدف إلى تحسين واجهة المواد الصلبة بين القطب الكهربائي والإلكتروليت في بطارية ليثيوم الحالة الصلبة. وقد سُلِّط الضوء على ثلاث طرق رئيسية وذلك كالتالي:
طرق شحن البطارية
الطريقة الأولى من معهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، الذي أدخل أيونات اليود كـ”وسيط” بيني. أثناء تشغيل البطارية، تنتقل هذه الأيونات إلى الواجهة بين القطب الكهربائي والإلكتروليت، حيث تساعد في جذب أيونات الليثيوم وملء الفجوات المجهرية. تتيح آلية التعديل الذاتي هذه تلامسًا أوثق بين المواد، مما يُعالج أحد التحديات الرئيسية التي تواجه بطاريات الحالة الصلبة العملية.
أما الطريقة الثانية، التي طورها معهد أبحاث المعادن التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، فتُركِّز على المرونة الميكانيكية.حيث ابتكر الباحثون إطارًا قائمًا على البوليمر للإلكتروليت، مما يُحسِّن قدرته على مقاومة الانحناء والالتواء مع الحفاظ على سلامة هيكله. وقد أظهرت الاختبارات، وفقًا للتقارير، أن المادة المُعَدَّلة يمكنها تحمُّل 20,000 دورة انحناء ولف دون أي ضرر. كما عززت المكونات الكيميائية الإضافية داخل الهيكل حركة أيونات الليثيوم وزادت سعة تخزين الطاقة للمادة بنسبة تصل إلى 86%.
يتضمن النهج الثالث، من جامعة تسينغهوا، استخدام مواد بولي إيثر مفلورة لتعزيز الإلكتروليت. تساعد مقاومة الفلور القوية للجهد العالي على تكوين طبقة فلوريد مستقرة على سطح القطب، مما يمنع الانهيار الكهربائي تحت الضغط. وأفادت التقارير بأن الخلايا المعدلة اجتازت اختبارات الثقب والاختبارات الحرارية عند 120 درجة مئوية دون انفجار، مما يُظهر تحسنًا في السلامة والاستقرار عند مستويات الشحن العالية مع بطارية ليثيوم.
تشير هذه التطورات مجتمعةً إلى أن بطارية ليثيوم -المعادن ذات الحالة الصلبة في الصين تقترب من مرحلة يمكن فيها تحسين كثافة الطاقة والسلامة بشكل كبير. ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الاختبارات والتحقق الصناعي قبل التطبيقات التجارية.
بطارية StoreDot تشحن 160 كيلومتراً في 5 دقائق.. ما علاقة السليكون
إنجاز جديد في مجال بطاريات الليثيوم الصلبة تعلن عنه الأكاديمية الصينية للعلوم
