የባትሪ ቴክኖሎጂ የወደፊት ጊዜ: የሲሊኮን አኖዶች, ግራፊን, የአሉሚኒየም-ኦክስጅን ባትሪዎች, ወዘተ.

የአርታዒው ማስታወሻ፡ የኤሌክትሪክ ቴክኖሎጂ የአረንጓዴው ምድር የወደፊት ዕጣ ፈንታ ሲሆን የባትሪ ቴክኖሎጂ ደግሞ የኤሌክትሪክ ቴክኖሎጂ መሰረት እና የኤሌክትሪክ ቴክኖሎጂን መጠነ ሰፊ እድገትን ለመገደብ ቁልፍ ነው። አሁን ያለው ዋናው የባትሪ ቴክኖሎጂ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ሲሆን ይህም ጥሩ የኃይል ጥንካሬ እና ከፍተኛ ቅልጥፍና ያለው ነው. ይሁን እንጂ ሊቲየም ከፍተኛ ወጪ እና ውስን ሀብት ያለው ብርቅዬ አካል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ, የታዳሽ የኃይል ምንጮችን መጠቀም እያደገ ሲሄድ, የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የኃይል ጥንካሬ በቂ አይደለም. እንዴት ምላሽ መስጠት? ማያንክ ጄን ለወደፊቱ ጥቅም ላይ ሊውሉ የሚችሉ አንዳንድ የባትሪ ቴክኖሎጂዎችን ገምግሟል። ዋናው መጣጥፍ በመገናኛ ብዙኃን ላይ ታትሟል፡ በሚል ርዕስ፡ የወደፊቱ የባትሪ ቴክኖሎጂ

ምድር በኃይል ተሞልታለች፣ እናም ያንን ኃይል ለመያዝ እና በአግባቡ ለመጠቀም የምንችለውን ሁሉ እያደረግን ነው። ወደ ታዳሽ ሃይል በምናደርገው ሽግግር የተሻለ ስራ ብንሰራም ሃይልን በማከማቸት ረገድ ብዙም እድገት አላስመዘገብንም።
በአሁኑ ጊዜ ከፍተኛው የባትሪ ቴክኖሎጂ ደረጃ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ነው። ይህ ባትሪ ምርጡን የኢነርጂ እፍጋት፣ ከፍተኛ ብቃት (99%) እና ረጅም እድሜ ያለው ይመስላል።
ታዲያ ምን ችግር አለው? የምንይዘው ታዳሽ ሃይል እያደገ ሲሄድ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የሃይል መጠጋጋት በቂ አይደለም።
ባትሪዎችን በቡድን ማምረት መቀጠል ስለምንችል ይህ ትልቅ ጉዳይ አይመስልም ችግሩ ግን ሊቲየም በአንጻራዊነት ብርቅዬ ብረት በመሆኑ ዋጋው ዝቅተኛ አይደለም. የባትሪ ምርት ዋጋ እየቀነሰ ቢመጣም የኃይል ማጠራቀሚያ ፍላጎትም በፍጥነት እየጨመረ ነው.
የሊቲየም ion ባትሪ አንዴ ከተመረተ በሃይል ኢንደስትሪው ላይ ትልቅ ተጽእኖ የሚያሳድርበት ደረጃ ላይ ደርሰናል።
የቅሪተ አካል ነዳጆች ከፍተኛ የኢነርጂ እፍጋቶች እውነታ ነው፣ ​​እና ይህ በታዳሽ ኃይል ላይ ወደ አጠቃላይ ጥገኝነት የሚደረገውን ሽግግር የሚያደናቅፍ ትልቅ ተጽዕኖ ፈጣሪ ነው። ከክብደታችን የበለጠ ኃይል የሚያመነጩ ባትሪዎች ያስፈልጉናል።
የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች እንዴት እንደሚሠሩ
የሊቲየም ባትሪዎች አሠራር ከተለመደው AA ወይም AAA ኬሚካዊ ባትሪዎች ጋር ተመሳሳይ ነው. አኖድ እና ካቶድ ተርሚናሎች፣ እና በመካከላቸው ኤሌክትሮላይት አላቸው። ከተራ ባትሪዎች በተቃራኒ በሊቲየም-አዮን ባትሪ ውስጥ ያለው የመልቀቂያ ምላሽ ተለዋዋጭ ነው, ስለዚህ ባትሪው በተደጋጋሚ ሊሞላ ይችላል.

ካቶድ (+ ተርሚናል) ከሊቲየም ብረት ፎስፌት, አኖድ (-ተርሚናል) ከግራፋይት እና ግራፋይት ከካርቦን የተሰራ ነው. ኤሌክትሪክ የኤሌክትሮኖች ፍሰት ብቻ ነው። እነዚህ ባትሪዎች የሊቲየም ionዎችን በአኖድ እና በካቶድ መካከል በማንቀሳቀስ ኤሌክትሪክ ያመነጫሉ.
በሚሞሉበት ጊዜ ionዎቹ ወደ አኖድ ይንቀሳቀሳሉ, እና ሲለቁ, ions ወደ ካቶድ ይሮጣሉ.
ይህ የ ions እንቅስቃሴ የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ በወረዳው ውስጥ እንዲንቀሳቀስ ስለሚያደርግ የሊቲየም ion እንቅስቃሴ እና የኤሌክትሮን እንቅስቃሴ ተያያዥነት አላቸው።
የሲሊኮን አኖድ ባትሪ
እንደ BMW ያሉ ብዙ ትላልቅ የመኪና ኩባንያዎች በሲሊኮን አኖድ ባትሪዎች ልማት ላይ ኢንቨስት አድርገዋል። ልክ እንደ ተራ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች እነዚህ ባትሪዎች ሊቲየም አኖዶችን ይጠቀማሉ, ነገር ግን በካርቦን ላይ ከተመሰረቱ አኖዶች ይልቅ, ሲሊኮን ይጠቀማሉ.
እንደ አኖድ ሲሊከን ከግራፋይት የተሻለ ነው ምክንያቱም ሊቲየምን ለመያዝ 4 የካርቦን አተሞች ያስፈልገዋል, እና 1 የሲሊኮን አቶም 4 ሊቲየም ions ይይዛል. ይህ ትልቅ ማሻሻያ ነው… ሲሊኮን ከግራፋይት 3 እጥፍ የበለጠ ጠንካራ ያደርገዋል።

ቢሆንም፣ የሊቲየም አጠቃቀም አሁንም ባለ ሁለት አፍ ጎራዴ ነው። ይህ ቁሳቁስ አሁንም ውድ ነው, ነገር ግን የምርት መገልገያዎችን ወደ ሲሊኮን ሴሎች ለማስተላለፍ ቀላል ነው. ባትሪዎቹ ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ ከሆኑ ፋብሪካው ሙሉ ለሙሉ ዲዛይን ማድረግ ይኖርበታል, ይህም የመቀያየርን ማራኪነት በትንሹ እንዲቀንስ ያደርገዋል.
የሲሊኮን አኖዶች የሚሠሩት አሸዋን በማከም ንፁህ ሲሊኮን ለማምረት ነው፣ ነገር ግን ተመራማሪዎች በአሁኑ ጊዜ የሚያጋጥሟቸው ትልቁ ችግር የሲሊኮን አኖዶች ጥቅም ላይ ሲውሉ ማበጥ ነው። ይህ ባትሪው በፍጥነት እንዲቀንስ ሊያደርግ ይችላል. አኖዶችን በብዛት ለማምረትም አስቸጋሪ ነው.

ግራፊን ባትሪ
ግራፊን እንደ እርሳስ አንድ አይነት ቁሳቁስ የሚጠቀም የካርቦን ፍሌክ አይነት ነው, ነገር ግን ግራፋይትን ወደ ፍሌክስ ለማያያዝ ብዙ ጊዜ ያስከፍላል. ግራፊን በብዙ የአጠቃቀም ጉዳዮች ላይ ባለው ጥሩ አፈጻጸም የተመሰገነ ሲሆን ከእነዚህ ውስጥ አንዱ ባትሪዎች ናቸው።

አንዳንድ ኩባንያዎች በደቂቃዎች ውስጥ ሙሉ በሙሉ ተሞልተው ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በ33 ጊዜ ፍጥነት የሚለቁ የግራፊን ባትሪዎች እየሰሩ ነው። ይህ ለኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ትልቅ ዋጋ አለው.
የአረፋ ባትሪ
በአሁኑ ጊዜ, ባህላዊ ባትሪዎች ሁለት ገጽታ አላቸው. እንደ ሊቲየም ባትሪ ተቆልለው ወይም እንደ ተለመደው AA ወይም ሊቲየም-አዮን ባትሪ ተጠቅልለዋል።
የአረፋ ባትሪ በ 3 ዲ ቦታ ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያ እንቅስቃሴን የሚያካትት አዲስ ጽንሰ-ሐሳብ ነው.
ይህ ባለ 3-ልኬት መዋቅር የኃይል መሙያ ጊዜን ያፋጥናል እና የኃይል ጥንካሬን ይጨምራል, እነዚህ የባትሪው እጅግ በጣም ጠቃሚ ባህሪያት ናቸው. ከአብዛኞቹ ሌሎች ባትሪዎች ጋር ሲወዳደር የአረፋ ባትሪዎች ምንም አይነት ጎጂ ፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶች የላቸውም።
የፎም ባትሪዎች ፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶችን ከመጠቀም ይልቅ ጠንካራ ኤሌክትሮላይቶችን ይጠቀማሉ. ይህ ኤሌክትሮላይት የሊቲየም ionዎችን ብቻ ሳይሆን ሌሎች የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን ይከላከላል.

የባትሪውን አሉታዊ ክፍያ የሚይዘው አኖድ በአረፋ ከተሰራ መዳብ የተሰራ እና በሚፈለገው ንቁ ቁሳቁስ የተሸፈነ ነው።
ከዚያም በ anode ዙሪያ አንድ ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ይሠራል.
በመጨረሻም በባትሪው ውስጥ ያሉትን ክፍተቶች ለመሙላት "አዎንታዊ ፓስታ" ተብሎ የሚጠራው ጥቅም ላይ ይውላል.
የአሉሚኒየም ኦክሳይድ ባትሪ

እነዚህ ባትሪዎች ከማንኛውም ባትሪ ትልቁ የሃይል እፍጋቶች አንዱ አላቸው። ጉልበቱ አሁን ካሉት የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የበለጠ ኃይለኛ እና ቀላል ነው። አንዳንድ ሰዎች እነዚህ ባትሪዎች 2,000 ኪሎ ሜትር የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን ማቅረብ እንደሚችሉ ይናገራሉ. ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ምንድን ነው? ለማጣቀሻ, ከፍተኛው የ Tesla የሽርሽር ክልል 600 ኪሎ ሜትር ያህል ነው.
የእነዚህ ባትሪዎች ችግር ባትሪ መሙላት አለመቻላቸው ነው. አልሙኒየም ሃይድሮክሳይድ ያመነጫሉ እና በአሉሚኒየም እና በኦክስጅን ውሃ ላይ በተመሰረተ ኤሌክትሮላይት ምላሽ አማካኝነት ኃይልን ይለቃሉ. ባትሪዎችን መጠቀም አልሙኒየምን እንደ አኖድ ይጠቀማል.
የሶዲየም ባትሪ
በአሁኑ ጊዜ የጃፓን ሳይንቲስቶች ከሊቲየም ይልቅ ሶዲየም የሚጠቀሙ ባትሪዎችን ለመስራት እየሰሩ ነው።
የሶዲየም ባትሪዎች በንድፈ ሀሳብ ከሊቲየም ባትሪዎች በ 7 እጥፍ የበለጠ ውጤታማ ስለሆኑ ይህ ረብሻ ይሆናል ። ሌላው ትልቅ ጥቅም ሶዲየም በምድር ክምችት ውስጥ ስድስተኛው እጅግ የበለፀገ ንጥረ ነገር ነው ፣ ከሊቲየም ጋር ሲነፃፀር ፣ ያልተለመደ ንጥረ ነገር ነው።