سرعت 10 برابری شارژ باتری با نانوساختار باز و منظم

سرعت 10 برابری شارژ باتری با نانوساختار باز و منظم ساخت اپل آی دی: دانشمندان به پیشرفتی دست یافته اند که می تواند منجر به ساخت باتری هایی شود که در کسری از زمان شارژ می شوند و ​​شارژ 10 برابر سریع تر را امکان پذیر می کند.


به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، تحقیق روی باتری های نسل جدید شامل آزمایش مداوم روی مواد جایگزین است که ممکنست دستاوردهای عملکردی قابل توجهی را میسر کند و الان یک پیشرفت جدید، نمونه جدیدی از باتری ها را ارائه می دهد.
دانشمندان دانشگاه "توئنته" هلند یک سلول آزمایشی لیتیوم-یونی ساخته اند که دارای یک طراحی الکترود جدید با ساختار کریستالی "باز و منظم" است که بگفته آنها امکان شارژ با سرعت ۱۰ برابر نسبت به دستگاه های امروزی را فراهم می آورد.
باتری های لیتیوم یونی که نیروی وسایل نقلیه الکتریکی امروزی، تلفن های هوشمند و دستگاه های بی شمار دیگری را تامین می کنند، دارای دو الکترود به نام کاتد و آند هستند و این مطالعه جدید بر روی دومی تمرکز دارد.
هم اکنون این آندها از گرافیت تولید شده اند که از بسیاری جهات خوب هستند، اما نمی توانند شارژ فوق العاده سریع را بدون این که تخریب شوند، ممکن کنند.
جایی که دانشمندان به دنبال آندهای جدید و بهبود یافته هستند، موادی است که دارای ساختارهای متخلخل در مقیاس نانو هستند. آندهایی با این ماهیت، نوید بخش تماس بیشتر با الکترولیت مایع را می دهند که یون های لیتیوم را حمل می کند، در صورتیکه یون ها را قادر می سازد تا آسان تر در مواد الکترود جامد پخش شوند و در نهایت دستگاهی را می سازند که بسیار سریع تر شارژ می شود.
اما کاستی هایی در مواد پیشنهادی تا حالا وجود دارد. ماهیت نامرتب و تصادفی کانال ها در نانوساختار متخلخل می تواند موجب فروپاشی آن ساختارها در حین شارژ شود، در صورتیکه چگالی و ظرفیت باتری را می کاهد و می تواند موجب تجمع لیتیوم در سطح آند و کاهش عملکرد آن در هر چرخه ی شارژ شود. علاوه بر این، ساخت این مواد پیچیده است، چونکه شامل مواد شیمیایی خشن است و ضایعات شیمیایی قابل توجهی تولید می کند.
دانشمندان دانشگاه "توئنته" براین باورند که جایگزین مناسبی در ماده ای به نام "نیکل نیوبات" یافته اند. برخلاف ماهیت نامنظم محلول های قبلی، "نیکل نیوبات" دارای ساختار کریستالی "باز و منظم" با کانال های تکراری و یکسان برای انتقال یون است.
پژوهشگران این آند "نیکل نیوبات" را در یک سلول باتری کامل ادغام کردند و عملکرد آنرا آزمایش کردند و دریافتند که نرخ شارژ فوق العاده سریع ۱۰ برابر سریع تر از باتری های لیتیوم-یون امروزی را ارائه می دهد. آنها همین طور خاطرنشان کردند که "نیکل نیوبات" فشرده تر از گرافیت است و بدین سبب چگالی انرژی حجمی بالاتری دارد که می تواند با نسخه های تجاری سلول که سبک تر و فشرده تر هستند برابری کند.
دانشمندان همین طور گزارش دادند که این ماده جدید ظرفیت بالایی دارد و حدود ۲۴۴ میلی آمپر ساعت در گرم است و از آنجا که تغییر حجم در "نیکل نیوبات" در حین کار خیلی کم است، ۸۱ درصد از ظرفیت آن در ۲۰ هزار چرخه حفظ شد. همه این ها بدون لطمه به مواد آند انجام می شود، در صورتیکه گفته می شود پروسه تولید "نیکل نیوبات" بسیار ساده تر از سایر مواد نانوساختار است.
بگفته پژوهشگران، این مطالعه پتانسیل ذخیره انرژی آندهای "نیکل نیوبات" را در دستگاه های دارای باتری نشان میدهد. آنها نمونه خوبی برای نیرو دادن به ماشین آلات الکتریکی که نیاز به شارژ سریع دارند، هستند. با این وجود، پژوهشگران می گویند برای مشاهده کارکرد آنها جهت استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی استاندارد، تحقیقات بیشتری مورد نیاز است.
این تحقیق در مجله Advanced Energy Materials انتشار یافته است.




منبع:

1400/08/25
23:07:58
5.0 / 5
79
تگهای خبر: باتری , دانش , دستگاه , هوشمند
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۷ بعلاوه ۵
خرید اپل آیدی - ساخت اپل آیدی

idstore.ir - حقوق مادی و معنوی سایت ساخت اپل آی دی محفوظ است

ساخت اپل آی دی

سفارش ساخت اپل آی دی