تولید باتری های لیتیومی که در برابر آب‌و‌هوای شدید مقاوم هستند

بر اساس یک مطالعه، طراحی و تولید نوع جدیدی از باتری‌ها برای وسایل نقلیه الکتریکی می‌تواند در دما‌های بسیار گرم و سرد عمر طولانی داشته باشند. دانشمندان می‌گویند این باتری‌ها به خودرو‌های برقی اجازه می‌دهند با یک بار شارژ در دما‌های سرد بیشتر حرکت کنند. این باتری‌ها ظرفیت ذخیره سازی دوبرابری نسبت به باتری‌های مشابه دارند که از همه مهم‌تر با محیط زیست نیز سازگاری دارند.

تیم تحقیقاتی آمریکایی ماده جدیدی تولید کردند که از نظر شیمیایی در برابر دما‌های شدید و افزودن آن به باتری‌های لیتیومی پرانرژی و مقاوم‌تر است. در خودرو‌های برقی، بسته‌های باتری معمولاً در زیر خودرو، نزدیک به زمین قرار دارند که فقط در اثر عبور جریان هوا در حین کار گرم می‌شوند. اگر باتری‌ها نتوانند این گرم شدن را در دمای بالا تحمل کنند، عملکرد آن‌ها به سرعت کاهش می‌یابد.

این باتری که از نمک لیتیوم و دی بوتیل اتر ساخته شده است، مایعی بی رنگ است که در برخی از تولیدات مانند دارو‌ها و آفت کش‌ها استفاده می‌شود. دی‌بوتیل اتر کمک می‌کند مولکول‌های آن به راحتی یون‌های لیتیوم را در حین کار باتری رها کند و عملکرد آن را در دما‌های زیر صفر بهبود بخشد. دی‌بوتیل اتر می‌تواند به راحتی گرما را تحمل کند، زیرا نقطه جوش آن ۱۴۱ سانتی‌گراد است که در دما‌های بالا، مایع باقی می‌ماند. چیزی که این باتری را بسیار خاص می‌کند این است که می‌توان آن را با یک باتری لیتیوم سولفور استفاده کرد که قابل شارژ است و دارای آند ساخته شده از لیتیوم و کاتد ساخته شده از گوگرد است. آند‌ها و کاتد‌ها قسمت‌هایی از باتری هستند که جریان الکتریکی، از آن‌ها عبور می‌کند.

باتری‌های لیتیوم و گوگرد اولویت بعدی در باتری‌های EV هستند، زیرا می‌توانند تا دو برابر بیشتر از باتری‌های لیتیوم انرژی ذخیره کنند. این می‌تواند بدون افزایش وزن بسته باتری، برد خودرو‌های الکتریکی را دو برابر کند و در عین حال هزینه‌ها را نیز کاهش دهد. معمولاً در باتری‌های لیتیوم و گوگرد مشکلاتی وجود دارد. کاتد‌های گوگرد به قدری واکنش‌پذیر هستند که در هنگام کار کردن باتری حل می‌شوند و در دما‌های بالاتر از بین می‌روند. الکترولیت دی بوتیل اتر که توسط تیم UC-San Diego ساخته شده است، این مشکلات را حتی در دما‌های شدید برطرف می‌کند و تا ده‌ها چرخه دوام می‌آورند. ساخت باتری پرانرژی که پایدار باشد به خودی خود کار دشواری بوده و تلاش برای انجام این کار در محدوده دمایی گسترده‌تر، چالش‌برانگیزتر است.

باتری‌های لیتیومی به بهبود هر دو سمت کاتد و آند کمک می‌کند و در عین حال رسانایی بالا و پایداری سطحی را فراهم می‌کند. این تیم همچنین کاتد گوگرد را طوری مهندسی کردند که با پیوند زدن آن به پلیمر، باتری پایدارتر باشد که این امر از حل شدن بیشتر گوگرد در الکترولیت جلوگیری می‌کند. مراحل بعدی شامل افزایش مقیاس شیمیایی باتری است تا در دما‌های بالاتر کار کند و عمر چرخه را بیشتر افزایش دهد.

بیشتربخوانید

• انحصار چین برای تامین مواد اولیه ساخت باتری شکسته می‌شود