خود گرمایش باتری یون لیتیومی برای جلوگیری از یخ زدگی

ایجاد باتری های اتوموبیل لیتیوم یونی خاصی که می توانند در دمای کم تر از 32 درجه فارنهایت (صفر درجه سانتی گراد) از خود گرما تولید کنند کاربری فراوانی دارد. بر اساس تحقیقات جدید محققان دانشگاه ایالتی پن و ای سی پاور، این باتری ها می توانند کاربری بسیار زیادی داشته باشند علاوه بر این می توانند ترس از به مقصد نرسیدن صاحبان خودروهای برقی در زمستان را به حداقل برسانند.

این باتری به نحوی طراحی شده است که بتواند در طول 20 ثانیه از دمای-20 درجه، به دمای صفر برسد. همچنین می تواند دمای خود را در طول مدت 30 ثانیه از دمای سی درجه زیر صفر، به صفر درجه برساند.

چاو یانگ وانگ، پروفسور مهندسی شیمی، در این باره بیان کرد: «یکی از مشکلات اصلی باتری ها این است که در دمای زیر صفر به خوبی کار نمی کنند. این امر ممکن است برای تلفن های همراه و یا لپ تاپ ها دردسر ساز نباشد اما مانعی بزرگ بر سر راه وسایل نقلیه الکترونیک، پهپاد ها، روبات های خارج از خانه و سایر وسایل از این دست خواهند بود.»

باتری های معمولی در دمای زیر صفر به شدت قدرت خود را از دست می دهند. به این ترتیب در هوای سرد با سرعت بسیار کمتری شارژ می شوند. این امر برای خودروهای برقی، مشکلات جدیدی ایجاد کرده و قابلیت جابجایی خودرو را تا 40 درصد کاهش می دهند. این مشکلات همگی سبب نیاز به باتری های بزرگ تر و گران تر می شوند.

وانگ در ادامه بیان کرد: «ما نمی خواهیم که خودرو ها 40 درصد از نرخ قابلیت طی مسافت خود را در دمای انجماد از دست بدهند و هم چنین نمی خواهیم که هوای سرد ترس مسافران از نرسیدن به مقصد را افزایش دهد.»

محققان با استفاده از اختراع ثبت شده قبلی ای سی پاور، موفق به ایجاد باتری شده اند که برای تمامی شرایط آب و هوایی مناسب است. این باتری تنها 1.5 درصد از باتری های دیگر سنگین تر بوده و تنها 0.04 از سایر باتری ها گران تر است. این باتری به نحوی طراحی شده است که بتواند در طول 20 ثانیه از دمای-20 درجه، به دمای صفر برسد. همچنین می تواند دمای خود را در طول مدت 30 ثانیه از دمای سی درجه زیر صفر، به صفر درجه برساند و تنها 3.8 الی 5.5 درصد از ظرفیت سلول های خود را استفاده کند. این رقم بسیار کم تر از 40 درصد ظرفیت سلولی است که باتری های معمولی در زمان یخبندان از خود صرف می کنند.

این باتری از فویل نیکلی به ضخامت 50 میکرومتر استفاده می کند. یک سر این باتری به قطب منفی و طرف دیگر آن برای ایجاد قطب سوم به خارج از سلول گسترش می یابد. حسگر متصل به یک کلید در این باتری به الکترون ها اجازه می دهد تا برای تمام کردن چرخه خود در فویل نیکلی جاری شوند. این امر به سرعت فویل نیکلی را از طریق مقاومت در برابر حرارت گرم کرده و به این ترتیب درون باتری نیز گرم می شود. زمانی که باتری به دمای صفر درجه سانتی گراد می رسد کلید به صورت خودکار خاموش شده الکترون ها به روش معمولی در باتری جریان پیدا می کنند.

البته مواد دیگری نیز هستند که به جای نیکل به عنوان یک عنصر مقاوم در برابر حرارت عمل کنند اما نیکل از همه آنها ازران تر است و کارایی بهتری نیز دارد.

منبع: Science Daily

No tags for this post.