ساخت باتری ماشین که در دمای زیر صفر مثل ساعت کار می نماید! - وبلاگ هاپرسین

به گزارش وبلاگ هاپرسین، این باتری، شامل حسگر های دمایی یکپارچه است که جریان های الکتریکی را برای گرم کردن باتری ها از داخل تغییر می دهد و آن ها را بالاتر از دمای انجماد می برد تا بتوانند در محیط های شدید عملکرد عادی داشته باشند.

عملکرد باتری، اهمیت فراوانی در وسایل خصوصا اتومبیل ها دارد. به عنوان منبع نیرو برای خودرو های برقی و بسیاری دیگر از روش های حمل و نقل پاک، پیشرفت ها در فناوری باتری ها به چند روش مهم به عملکرد خودرو یاری می نماید. همانطور که تحقیقات تازه در خصوص جزئیات طراحی باتری امیدوارنماینده زیر صفر نشان می دهد.

دما های شدید که به انجماد نزدیک می شوند می توانند برای باتری های لیتیوم یون کاملاً مشکل ساز باشند و منجر به تلفات قابل توجه انرژی شوند. در زمینه وسایل نقلیه الکتریکی، این می تواند به معنای شارژ آهسته و کاهش برد باشد، در حالی که بر سیستم هایی مانند ترمز احیا نماینده تأثیر می گذارد.

به گزارش سایت نیو اطلس، خودروسازانی مانند فورد با سیستم های مدیریت حرارتی طراحی شده برای برطرف این کاستی ها آزمایش نموده اند و بعلاوه شاهد هستیم که گروه های تحقیقاتی راه چاره های ابداعی ارائه می نمایند.

این باتری، شامل حسگر های دمایی یکپارچه است که جریان های الکتریکی را برای گرم کردن باتری ها از داخل تغییر می دهد و آن ها را بالاتر از دمای انجماد می برد تا بتوانند در محیط های شدید عملکرد عادی داشته باشند.

نمونه دیگری از سال گذشته آنالیز کرد که چگونه دما های سرد را می توان در طراحی های نسل بعدی در نظر گرفت و نشان داد که چگونه باتری های فلزی لیتیوم می توانند با الکترولیت های اتصال ضعیف مجهز شوند که آن ها را در دما های زیر صفر نگه می دارد.

در دستیابی به این دستاورد تازه، دانشمندان یکی از دو الکترود موجود در یک باتری لیتیوم یونی به نام آند را هدف گرفته اند.

به طور معمول، این ها از گرافیت ساخته می شوند، و تحقیقات اخیر نشان داده است که ماهیت مسطح این آند ها به کاهش توانایی باتری در انتقال شارژ در سرما یاری می نماید؛ بنابراین تیم شروع به آزمایش بعضی از گزینه های جایگزین کرد و به راه چاره امیدوارنماینده ای دست یافت. طراحی تازه با ماده ای به نام چارچوب ایمیدازولات زئولیت حاوی کبالت (ZIF-67) شروع می گردد که برای ایجاد نانوکره های کربنی 12 طرفه تا دمای بالا گرم می گردد.

این سازه های کوچک دارای سطوح ناهمواری هستند که اتفاقاً توانایی انتقال بار الکتریکی بسیار خوبی دارند، بنابراین به سرعت به عنوان یک ماده آند در یک باتری سکه ای شکل با کاتد لیتیوم-فلز به کار گرفته شدند.

این آزمایش ها نشان داد که باتری می تواند هنگام شارژ و دشارژ در دما های مختلف از 77 درجه فارنهایت (25 درجه سانتی گراد) تا منفی 4 درجه فارنهایت (20- درجه سانتی گراد) پایداری خود را حفظ کند. در دمای زیر صفر، باتری 85.9 درصد از ظرفیت ذخیره سازی خود را حفظ کرد.

این آزمایش ها در کنار سایر طرح های باتری لیتیوم یونی انجام شد که معین شد در دمای انجماد تقریباً هیچ شارژی در خود نگه نمی دارند. حتی با کاهش دما به منفی 31 درجه فارنهایت (35- درجه سانتیگراد)، باتری با آند ناهموار همچنان می توانست شارژ گردد و تقریباً تمام شارژ خود را در حین تخلیه آزاد کند.

دانشمندان می گویند این نتایج نشان می دهد که چنین طراحی می تواند عملکرد باتری های لیتیوم یونی را به محیط های شدید توسعه دهد و این ممکن است فقط برای وسایل نقلیه الکتریکی صدق نکند، بلکه همه چیز از هواپیما های بدون سرنشین گرفته تا فضاپیما ها و بسیاری چیز های بین المللی را شامل می گردد.

این تحقیق در ACS Central Science منتشر شده است.