بطارية قادرة على تحمل أقصى درجات البرودة ، هذا ممكن

بحث اكتشف الباحثون كيفية السماح بإعادة شحن بطارية الليثيوم بشكل متكرر في بيئة درجة حرارة -60 درجة مئوية

تحمل معظم الأجهزة الإلكترونية الحديثة بطارية ليثيوم. نوع من البطاريات لا يتفاعل بالضرورة جيدًا مع درجات الحرارة القصوى. التفاعلات الكيميائية التي تحدث في هذه البطاريات هي في الواقع حساسة للغاية لدرجات حرارة أقل من 0 وما فوق 35 درجة مئوية.

من الواضح أن هذه مشكلة عند استخدام هذه الأجهزة في ظروف قاسية. في الوقت الحالي ، يتطلب استخدام بطارية الليثيوم وإعادة شحنها في بيئة شديدة البرودة وجود مصدر حرارة ، وهو أمر غير عملي بشكل واضح. لكن الباحثين توصلوا أخيرًا إلى حل لاستخدام بطاريات الليثيوم في بيئة شديدة البرودة ، عند -40 أو حتى -60 درجة مئوية.

تغيير المنظور

استخدم مهندسو النانو في جامعة كاليفورنيا إلكتروليتًا ضعيف الارتباط بدلاً من إلكتروليت يعمل على تسريع انتقال الأيونات بين الأقطاب الكهربائية ، كما كان الحال حتى الآن في الدراسات لتحسين القدرات.بطاريات الليثيوم في الظروف القاسية.

وهكذا تم الحفاظ على صلاحية بطاريات الليثيوم لفترة أطول. والأفضل من ذلك: يمكن لهذا الأخير أن يسلسل عدة دورات إعادة شحن في درجات حرارة منخفضة للغاية باستخدام إلكتروليت ضعيف الارتباط ، وبالتالي يسهل التقاط الأيونات وترسبها على الأنود. نظرًا لأن الأيونات يمكن أن تترك امتصاص الإلكتروليت بسهولة ، فإنها لا تتطلب الكثير من الطاقة للوصول إلى القطب الموجب ، ومن ثم يمكن تشغيل البطارية في درجات حرارة منخفضة للغاية والتكوين البطيء للرواسب.

قال أحد مؤلفي الدراسة: "لقد وجدنا أن الرابطة بين أيونات الليثيوم والإلكتروليت ، والهياكل التي تمتصها الأيونات في الإلكتروليت ، تدل على حياة أو موت هذه البطاريات ذات درجة الحرارة المنخفضة".

بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام إلكتروليت ضعيف الارتباط يساعد أيضًا في تقليل تدهور البطارية. قال الباحث: "الطريقة التي تتفاعل بها أيونات الليثيوم مع المنحل بالكهرباء على المستوى الذري لا تسمح فقط بدورة دائمة في درجات حرارة منخفضة للغاية ، ولكنها تمنع أيضًا تكوين التشعبات".

أثناء النظر في الهياكل الجزيئية والذرية لمكونات بطاريات الليثيوم ، توصل الباحثون إلى هذا الاكتشاف. "من خلال الفهم الأساسي لكيفية دمج هذه الأنظمة ، يمكننا التوصل إلى جميع أنواع مبادئ التصميم الجديدة للجيل القادم من أنظمة تخزين الطاقة. يوضح هذا العمل قوة تقنية النانو ، حيث يسمح تحديد ما يحدث على نطاق صغير بتصميم أجهزة واسعة النطاق "، أضاف الباحث.

لذلك يمكن أن يجعل هذا البحث من الممكن تصنيع بطاريات الليثيوم المقاومة والعملية في البيئات شديدة البرودة.