باتری نیمه مایعی که با باتری های یونی لیتیوم قابل رقابت است!

این باتری نیمه مایع جدید، ویژگی های بسیار مطلوبی دارد، مثلاً در ولتاژهای شبیه به ولتاژ باتری های یونی لیتیوم کار می کند و دانسیته ی برق قابل مقایسه ای با ابرخازن ها دارد. این باتری حتی با چرخه های شارژ/دشارژ سریع، کارآیی بسیار خوبی از خود نشان می دهد. مقاله ی مربوط به ساخت این باتری جدید در ژورنال Nano Letters منتشر شد. محققان می گویند دلیل اینکه به این باتری لقب نیمه مایع می دهند این است که از الکترولیت فروسن مایع، یک کاتد مایع و یک آند جامد لیتیومی استفاده می کند.

باتری نیمه مایعی که با باتری های یونی لیتیوم قابل رقابت است

اهیمت فوق العاده ی این پروژه، طراحی یک باتری نیمه مایع بر مبنای یک شیمی جدید است. یکی از قابلیت های بسیار عالی این باتری این است که می تواند تقریباً در یک دقیقه، به طور کامل شارژ یا دشارژ شود در حالیکه بازده انرژی و دانسیته ی انرژی را به خوبی حفظ می کند. این باتری برای کاربرد در دو حوزه ی بزرگ طراحی شده است: وسایل نقلیه ی هیبرید الکتریکی و ذخیره ی انرژی منابع قابل تجدید.

همانطور که در شکل بالا می بینید، دانسیته ی بالای توان (۱۴۰۰ W/L) و انرژی (۴۰ Wh/L)، این باتری را در موقعیت منحصربفردی قرار می دهد که برای وسایل نقلیه ی الکتریکی بسیار مهم است، چرا که دانسیته ی توان با سرعت بالا متناسب است و دانسیته ی انرژی با محدوده ی تغییر وسیله ی نقلیه به ازای هربار شارژ. این باتری جدید، ظرفیت بالا (۱۳۷ mAh/g) و همچنین قابلیت حفظ ظرفیت بالای ۸۰% در هر ۵۰۰ سیکل شارژ را نیز دارد.

محققان عملکرد خوب این باتری را مربوط به طراحی الکترود مایع آن می دانند که باعث سرعت بالای آن می شود. یون ها در باتری مایع، در مقایسه با باتری جامد، بسیار سریع تر حرکت می کنند و واکنش های اکسید و احیای الکترون هایی که بین الکترودها منتقل می شوند، بسیار سریع رخ می دهد.

ضعف این باتری، آند لیتیومی آن است. دانشمندان می گویند برای آند لیتیومی، می توان از فلزات دیگری مانند روی و منیزیم استفاده کرد که علاوه بر داشتن کارآیی لیتیوم، مشکل شازگاری الکترولیت را هم برطرف می کنند. همچنین می توان از ترکیبات آلی فلزی با چندین مرکز فلزی برای آند استفاده کرد که این کار در نهایت منجر به مایع شدن کامل باتری می انجامد.

برنامه ی محققان در آینده این است که دوام این باتری، به ویژه آند لیتیومی آن را تحت شرایط واقعی آزمایش کنند. آنها همچنین می خواهند راهی برای افزایش حلالیت فروسن پیدا کنند. این کار به منظور افزایش دانسیته ی انرژی برای رقابت با باتری های یونی لیتیومی است، در حالیکه دانسیته ی بالای توان آن نیز حفظ خواهد شد.

فیزیک کوانتوم بزرگترین مرجع مقالات و مطالب رایگان

آمار بازدید

باتری نیمه مایعی که با باتری های یونی لیتیوم قابل رقابت است!

باتری نیمه مایعی که با باتری های یونی لیتیوم قابل رقابت است

تمام حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به "" می باشد