افزایش عمر باتری‌های لیتیومی با کشف پلیمر جدید

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، پلیمر یادشده قادر به نگهداری مقدار بیشتری شارژ است و لذا استفاده از آن مدت زمان استفاده از گوشی‌ها و لپ تاپ ها را بیش از گذشته افزایش می‌دهد و در عین حال زمان تعویض باتری‌ها را به تعویق می‌اندازد.

یکی از مشکلات مهم باتری‌های لیتیومی کاهش ظرفیت شارژ آنها بعد از استفاده مکرر است. بسیاری از قطعات درون این باتری‌ها متحرک هستند و عملکرد آنها به مرور زمان بدتر می‌شود. پلیمر ابداع شده توسط پژوهشگران ژاپنی ماهیتی چسبناک دارد و موجب حفظ کیفیت آند گرافیتی باتری‌های لیتیومی می‌شود.

این پلیمر ذرات آند را در کنار یکدیگر به صورت متشکل نگه می‌دارد. در حال حاضر مواد مشابه مورد استفاده در باتری‌های لیتیومی از جنس پلی وینیلیدین فلوراید یا PVDF هستند. اما پلیمر جایگزین از جنس بی-ایمینو-استنا فنین-پارافنیلن (BP) است و ضمن حفاظت از ذرات آند، از خوردگی آن جلوگیری می‌کند و موجب حفظ کارایی باتری در درازمدت می‌شود.

PVDF تنها موجب حفظ ۶۵ درصد از ظرفیت شارژ باتری پس از ۵۰۰ بار شارژ آن می‌شود، اما این رقم در صورت استفاده از پلیمر BP بعد از ۱۷۰۰ بار شارژ به ۹۵ درصد می‌رسد. امید می‌رود بعد از آزمایش‌های ضروری بتوان برای تولید تجاری باتری‌های لیتیومی با استفاده از این پلیمر جدید اقدام کرد.

تولید باتری برقی سبز با عمر مفید ۹۰۰ هزار کیلومتر

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، شرکت سونو موتورز می‌گوید باتری‌های یادشده سفرهای طولانی را با خودروهای برقی ممکن می‌کنند و در ضمن در تولید آنها از فلزهای گران قیمت استفاده نشده است.

با نصب باتری یادشده بر روی یک خودروی برقی به نام سیون برد آن از ۲۵۵ به ۳۰۵ کیلومتر افزایش یافته و نرخ شارژ آن هم از ۵۰ به ۷۵ کیلووات ساعت رسیده است. سونو موتورز می‌گوید این باتری امنیت بالایی نیز دارد و می‌توان آن را ۳۰۰۰ بار شارژ کرد.

عمر مفید این باتری برای مسافرت و عبور و مرور در شهرها به ۹۰۰ هزار کیلومتر می‌رسد که در نوع خود منحصر به فرد است. خودروی سیون که مجهز به این باتری است به قیمت ۲۵۵۰۰ یورو از سال آینده عرضه می‌شود.

باتری لیتیوم یون فضایی ساخته شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از پژوهشگاه فضایی ایران، حسین صمیمی گفت: پژوهشکده مکانیک این پژوهشگاه، برای اولین بار در کشور، موفق به طراحی و ساخت باتری‌های لیتیوم یون با قابلیت طول عمر سیکلی بالا شده است.

رئیس پژوهشگاه فضایی ایران در خصوص مشخصات فنی و کاربردهای این فناوری توضیح داد: باتری لیتیوم یون به علت دانسیته انرژی، توان بالا، مشخصات عملیاتی و کاربردی بسیار خوب، توانسته جایگاه بسیار مناسبی را بین سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی الکتریکی در بازارهای جهانی و در حوزه‌های کاربری صنعتی، تجاری، نظامی و فضایی پیدا کند. این باتری با توجه به ساختار الکتروشیمیایی و طراحی صورت گرفته، به‌ویژه نوع کاتد به‌کاررفته در آن، دارای قابلیت‌های متنوعی است و بازه متفاوتی از ولتاژ عملکردی، طول عمر و تعداد چرخه‌های شارژ و دشارژ، دمای محیط کاربری و انبارداری را پوشش می‌دهد.

وی درباره پیشینه اجرای این پروژه گفت: با توجه به تجارب قبلی و توانمندی موجود در گروه ذخیره‌سازهای انرژی پژوهشکده مکانیک، فرایند طراحی الکتروشیمیایی، مکانیکی و فنی باتری لیتیوم یون به همراه فناوری‌های مربوط به تولید و ساخت مواد اولیه الکترودی و الکترودها، الکترولیت، مونتاژ سل و نیز فعالیت‌های مربوط به انتخاب و بهینه‌سازی غشاء مناسب و تعیین الگوریتم‌های شارژ و دشارژ، در این پژوهشکده انجام شد و پژوهشگران این پژوهشگاه توانستند به دانش فنی ساخت دو نوع پاکتی و استوانه‌ای از این باتری‌ها دست یابند.

صمیمی درباره دانش اکتساب شده توضیح داد: در پروژه حاضر به منظور دستیابی به محصول مورد نظر مطالعات و فعالیت‌های پژوهشی گسترده‌ای صورت گرفته که این مطالعات منجر شد تا علاوه بر توانمندی ساخت دو سل ذکر شده، دانش ساخت اجزای سازنده باتری نیز به صورت مجزا ایجاد شود.

برخی از دانش‌های فنی اکتساب شده در جریان این پروژه شامل دستیابی به دانش فنی ساخت الکترودهای آند و کاتد، مونتاژ سل پاکتی و سل استوانه‌ای، فرمولاسیون سریع سل باتری لیتیوم یون با کاربرد فضایی، فرمولاسیون الکترولیت باتری لیتیوم یون با قابلیت طول عمر بالا، سنتز ماده فعال کاتدی NCA و بهینه‌سازی ماده فعال کاتدی با هدف افزایش طول عمر سیکلی باتری، ایجاد لایه SEI مصنوعی روی ماده فعال آندی با هدف افزایش طول عمر سیکلی باتری، ساخت نمونه مهندسی غشاء باتری لیتیوم یون و بهینه‌سازی غشاء تجاری با هدف افزایش ایمنی و طول عمر سیکلی باتری لیتیوم یون فضایی است.

تولید باتری جدیدی از هوا که از لیتیوم-یون بهتر است

محققان موفق به ابداع یک باتری روی-هوا(Zinc-Air) شده‌اند که می‌گویند از همه لحاظ نسبت به باتری‌های لیتیوم-یونی برتری دارد؛ چرا که ارزان‌تر، ایمن‌تر و دارای پایداری بیشتری است.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، یک باتری جدید پا به عرصه وجود گذاشته و به تازگی به میدان آمده که گفته می‌شود بازی را تغییر می‌دهد. محققان می‌گویند این باتری جدید، ارزان‌تر، ایمن‌تر و ماندگارتر از باتری‌های لیتیوم یونی است.

این باتری جریان ترکیبی روی و هوا توسط یک شرکت کانادایی به نام "Zinc8" ساخته شده است. این شرکت ادعا می‌کند ظرفیت ذخیره‌سازی آن قابل انطباق است و این فقط یک حوزه است که این باتری جدید در آن عملکرد بهتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی دارد.

با افزایش اندازه مخزن ذخیره‌سازی و حجم الکترولیت موجود در آن می‌توان ظرفیت آن را بیشتر کرد. این کار اجازه می‌دهد تا کاهش هزینه قابل توجهی رخ دهد.

بدین ترتیب، یک ذخیره‌سازی هشت ساعته حدود ۲۵۰ دلار در ازای هر کیلو وات ساعت هزینه دارد و برای یک ذخیره‌سازی ۳۲ ساعته به ۱۰۰ دلار بر کیلو وات ساعت و برای ذخیره ۱۰۰ ساعتی به ۶۰ دلار بر کیلو وات ساعت می‌رسد. این در حالی است که باتری‌های لیتیوم-یون برای ذخیره‌سازی بیش از هشت ساعت حدود ۳۰۰ دلار در هر کیلو وات ساعت هزینه می‌تراشند.

"ران مک دونالد"، مدیر اجرایی "Zinc8" می‌گوید: بازار ما هشت ساعت ذخیره و بالاتر است و دلیل این امر آن است که هرچه ظرفیت ذخیره خود را افزایش می‌دهید، هزینه کلی سیستم بسیار کاهش می‌یابد.

روی-هوا مدت‌ها است که به عنوان شکل پیشرفته ذخیره انرژی شناخته می‌شود، اما از یک نقص اساسی رنج می‌برد و آن اینکه شاهد تشکیل روکش برآمده‌ای از روی بر الکترود به نام "دندریت" هستیم که باعث ایجاد اتصال و جریان کوتاه و عوارض دیگر می‌شود.

اما شرکت "Zinc8" راهی برای استفاده از این نقص به سود خود کشف کرد.

"سیمون فن"، مدیر ارشد فناوری این شرکت گفت: اغلب تحقیقات مربوط به باتری روی-هوا روی یک الکترولیت متمرکز شده بود که بتواند تشکیل دندریت را از بین ببرد یا آن را کاهش دهد. ما یک رویکرد کاملاً متفاوت را اتخاذ کردیم و از دندریت‌ها بهره بردیم.

شرکت "Zinc8" فرآیندی را اختراع کرد که دندریت را از الکترود خارج می‌کند تا بتوان ذرات دندریت را به مخزن ذخیره انتقال داد.

در حال حاضر این شرکت برنده جایزه نوآوری قدرت نیویورک (NYPA) شده است که چالشی برای یافتن فناوری‌های ذخیره‌سازی جدید است که بیش از هشت ساعت به طول بینجامند. این شرکت همچنین در حال همکاری با "NYPA" برای ساخت یک پروژه آزمایشی ۱۰۰ کیلو وات/۱ مگاوات ساعت است.

"فن" نتیجه‌گیری می‌کند: این کار، جنبه دوام طولانی‌مدت باتری ما را به نمایش می‌گذارد و همچنین داده‌های ما را تأیید می‌کند تا بتوانیم در بسیاری از پروژه‌های آینده با این نهاد همکاری کنیم.