پیشرفت باتری جدید، نوید بیشتری را برای باتری های لیتیوم یون نشان می دهد

در حالی که تبلیغات پیرامون توسعه باتری‌های حالت جامد ادامه دارد، فرمول قدیمی لیتیوم یون (Li-ion) که در حال حاضر انرژی اکثر خودروهای الکتریکی (EVs) در جاده‌ها را تامین می‌کند، همچنان به تکامل خود ادامه می‌دهد، در مارس سال گذشته، گزارشی منتشر شد مبنی بر توانایی شرکت مستقر در واشنگتن Group14 برای تقویت باتری‌های لیتیوم یونی با ادغام سیلیکون در آند، نتیجه باتری است که تا 40 درصد چگالی انرژی بیشتری ارائه می دهد، در حالی که عملکرد در هوای سرد را بهبود می بخشد و زمان شارژ را کاهش می دهد.

BMW یکی دیگر از معتقدان به بهبود باتری های Li-ion است.

برای معماری نسل بعدی خودروهای الکتریکی Neue Klasse، نوید ادغام نوع جدیدی از سلول‌های لیتیوم یون استوانه‌ای را داده است که به گفته BMW، این سلول‌ها 20 درصد چگالی انرژی حجمی بیشتری نسبت به سلول‌های منشوری فعلی مورد استفاده در خودروهای الکتریکی BMW دارند. (که معنی آن برد بیشتر و زمان شارژ کمتر)

و اکنون، پیشرفت اخیر دانشگاه ملی علم و فناوری سئول (SEOULTECH) در کره جنوبی، پتانسیل بیشتری را برای باتری‌های لیتیوم یون نشان می‌دهد، به طور خلاصه، اساساً به تقویت کاتد باتری مربوط می شود که به طور قابل توجهی انرژی خروجی و قابلیت اطمینان آن را در این فرآیند بهبود می بخشد.

کمی شبیه بهبود اجزای یک موتور احتراق داخلی (ICE) برای بهبود کارایی آن است، این پیشرفت بر روی کاتد باتری تمرکز می‌کند تا در برابر سایش و پارگی مقاوم‌تر شود و در عین حال به طور قابل توجهی بازده انرژی آن را افزایش دهد.

به عنوان مرجع، توانایی باتری برای آزاد کردن حداکثر مقدار انرژی تحت شرایط خاص، بیشتر با عبارت ظرفیت تخلیه مشخص می شود.

ظرفیت تخلیه که بر حسب میلی آمپر ساعت در هر گرم جرم (mAh/g) اندازه‌گیری می‌شود، مطابق با نحوه مصرف انرژی ذخیره‌شده باتری و آزاد کردن آن برای تامین انرژی است، در مورد یک EV است... این در ارتباط با ظرفیت قابل استفاده باتری یا توانایی آن در آزاد کردن مقدار مشخصی انرژی در مدت زمان معینی کار می کند.

به عنوان مثال، یک شورلت بولت EV از یک باتری 65 کیلووات ساعتی تغذیه می کند که موتور الکتریکی نصب شده در جلوی آن دارای حداکثر توان خروجی 149 کیلووات است و اگر بولت بدون توقف با تمام گاز (سرعت گاز دهد) کار کند، 26 دقیقه طول می کشد تا باتری آن خشک (خالی) شود (65 کیلووات ساعت تقسیم بر 149 کیلووات ضربدر 60 دقیقه).

اما اگر امکان بهبود ظرفیت تخلیه باتری بولت وجود داشت، چه؟ زمان بیشتری طول می کشد تا باتری آن کاملاً خالی شود... این چیزی است که SEOULTECH با آخرین پیشرفت خود پیشنهاد می کند.

تقویت کاتد با استفاده از کربنات پتاسیم

ایده کلی پشت تحقیقات SEOULTECH تقویت کاتد LNMO (بدون کبالت) باتری لیتیوم یونی با استفاده از کربنات پتاسیم (K2CO3) است، دونگ ووک هان، پروفسور SEOULTECH، در بیانیه مطبوعاتی خود توضیح می دهد که او و تیم محققانش، آنچه را که او می نامد، یک زیر سطحی توپوتاکتیک خالی با لیتیوم، مهندسی کردند که مقاومت کاتد در برابر سایش و همچنین توانایی آن را برای تخلیه انرژی بیشتر، به یکباره بهبود می بخشد.

وی گفت: برای افزایش عملکرد کاتدهای LNMO، ما یک سطح خارجی غنی شده با K2 CO3 و یک سطح زیرین ذرات LNMO را از طریق یک روش شیمیایی به کمک KOH معرفی کردیم... اثر هم افزایی این لایه ها منجر به عملکرد قابل توجه چرخه شارژ/تخلیه الکتروشیمیایی و افزایش پایداری حرارتی کاتدهای LNMO می شود. (پروفسور دانگ ووک هان)

SEOULTECH باتری جدید خود را با یک باتری Li-ion سنتی مقایسه کرد و متوجه ظرفیت تخلیه 110 میلی آمپر ساعت در گرم در مقابل 89 میلی آمپر ساعت در گرم شد که به عبارت دیگر، پیشرفت‌های کاتد به باتری اجازه می‌دهد تا انرژی بیشتری را به یکباره بدون افزایش اندازه آزاد کند. (یا به عبارت ساده تر، کارایی کلی باتری بهبود یافته است)

علاوه بر این، پس از 100 چرخه شارژ، باتری 97 درصد انرژی را حفظ کرده بود، در مقابل 91 درصد برای باتری لیتیوم یونی که به کاتد تقویت شده مجهز نبود.

به عبارت دیگر، باتری جدید SEOULTECH می‌تواند انرژی بیشتری را به یکباره آزاد کند، در حالی که در درازمدت کمتر مستعد تخریب است و باعث اطمینان بیشتر آن می‌شود.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.