ستانفورد: لقد قللنا وزن المجمعات الحالية في خلايا الليثيوم أيون بنسبة 80 بالمائة. تزداد كثافة الطاقة بنسبة 16-26 بالمائة.
قرر العلماء في جامعة ستانفورد و Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) تقليص خلايا الليثيوم أيون لتقليل وزنها وبالتالي زيادة كثافة الطاقة في التخزين. للقيام بذلك ، أعادوا تصميم الطبقات الحاملة من الخارج: بدلاً من الألواح العريضة من النحاس أو الألومنيوم ، استخدموا شرائح ضيقة من المعدن ، مكملة بطبقة من البوليمر.
كثافة طاقة أعلى في Li-ion دون تكاليف استثمارية عالية
كل خلية Li-ion عبارة عن لفة تتكون من طبقة تفريغ / تفريغ الشحن ، وإلكترود ، وإلكتروليت ، وإلكترود ، ومجمع تيار بهذا الترتيب. الأجزاء الخارجية عبارة عن رقائق معدنية مصنوعة من النحاس أو الألومنيوم. إنها تسمح للإلكترونات بمغادرة الخلية والعودة إليها.
قرر علماء من جامعة ستانفورد و SLAC التركيز على هواة الجمع ، لأن وزنهم غالبًا ما يكون عدة عشرات في المائة من وزن الرابط بأكمله. بدلاً من الألواح النحاسية ، استخدموا أغشية بوليمر ذات شرائح ضيقة من النحاس. اتضح أنه من الممكن تقليل وزن المجمعات بنسبة تصل إلى 80 بالمائة:
خلية الليثيوم أيون الأسطوانية الكلاسيكية عبارة عن لفة طويلة تتكون من عدة طبقات. قام علماء من ستانفورد و SLAC بتقليل الطبقات التي تجمع الشحنات وتجريها - المجمعات الحالية. بدلاً من صفائح النحاس ، استخدموا صفائح البوليمر والنحاس المخصب بمواد كيميائية غير قابلة للاشتعال (ج) Yusheng Ye / جامعة ستانفورد
هذا ليس كل شيء: يمكن إضافة المركبات الكيميائية التي تمنع الاشتعال إلى البوليمر ، ومن ثم يكون انخفاض قابلية العناصر للاشتعال مصحوبًا بوزن أقل:
قابلية الاشتعال لرقائق النحاس المستخدمة في خلية أيون الليثيوم الكلاسيكية وجامع طوره باحثون أمريكيون (ج) يوشينج يي / جامعة ستانفورد
يقول الباحثون إن المجمعات المعاد تصميمها يمكن أن تزيد من كثافة الطاقة الجاذبية للخلايا بنسبة 16-26 بالمائة (= 16-26 بالمائة طاقة أكثر لنفس كتلة الوحدة). هذا يعني انه يمكن أن تكون بطارية من نفس الحجم وقدرة الطاقة أخف بنسبة 20 بالمائة من التيار.
كانت هناك محاولات لتحسين الخزان في الماضي ، لكن تغييرها أدى إلى آثار جانبية غير متوقعة. أصبحت الخلايا غير مستقرة أو كانت هناك حاجة إلى إلكتروليت أكثر [تكلفة]. لا يبدو أن البديل الذي طوره علماء من ستانفورد يسبب مثل هذه المشاكل.
هذه التحسينات قيد البحث المبكر ، لذلك لا تتوقع أن تصل إلى السوق قبل عام 2023. ومع ذلك ، فإنها تبدو واعدة.
تجدر الإشارة إلى أن Tesla لديها أيضًا فكرة مثيرة للاهتمام لتجميع شحنة الطبقات المعدنية. بدلاً من استخدام أشرطة نحاسية رفيعة بطول كامل اللفة وقيادتها للخارج في مكان واحد فقط (في المنتصف) ، يقوم بإخراجها فورًا باستخدام حافة متداخلة. يؤدي هذا إلى انتقال الشحنات لمسافة أصغر بكثير (المقاومة!) ، ويوفر النحاس نقلًا إضافيًا للحرارة إلى الخارج:
> هل سيتم تبريد 4680 خلية في بطاريات تسلا الجديدة من الأعلى والأسفل؟ فقط من الأسفل؟
قد يثير هذا اهتمامك:
