باتری حالت جامد جدید چین با پیشرفت‌های جدید می‌تواند برد خودروهای برقی را به بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر برساند و ایمنی و پایداری بیشتری فراهم کند.
تحقیقات اخیر در دانشگاه تسینگ‌هوا و موسسات علمی دیگر چین نشان می‌دهد که پژوهشگران توانسته‌اند یکی از اصلی‌ترین محدودیت‌های باتری‌های لیتیم-فلزی حالت جامد جدید را برطرف کنند. این توسعه می‌تواند امکان ساخت پک ۱۰۰ کیلوگرمی با برد بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر را فراهم کند. پیشرفت‌ها شامل تقویت الکترولیت‌ها با پلی‌اتر فلورینه و بهبود رابط بین الکترود و الکترولیت است که باعث افزایش ایمنی، پایداری و بازده شارژ و دشارژ میشود.
فهرست مطالب
پیشرفت‌های علمی در باتری‌های حالت جامد جدید
سه روش اصلی تقویت رابط الکترود و الکترولیت
مزایا و کاربردهای عملی
چالش‌ها و مسیر صنعتی‌سازی
سوالات متداول
پیشرفت‌های علمی در باتری‌های حالت جامد جدید چین
باتری‌های حالت جامد لیتیم-فلزی دارای الکترولیت‌های سولفیدی سخت و شکننده هستند و با آندهای نرم لیتیم، مشکلات جدی در تماس مواد و انتقال یون ایجاد می‌کنند. این مشکل باعث کاهش کارایی شارژ و دشارژ میشود. پژوهشگران چینی با بهبود رابط بین الکترود و الکترولیت توانسته‌اند بازده انرژی و پایداری این باتری‌ها را افزایش دهند و برد خودروهای برقی را به بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر برسانند.
سه روش اصلی تقویت رابط الکترود و الکترولیت
۱. استفاده از یون‌های ید توسط موسسه فیزیک آکادمی علوم چین
این روش شامل مهاجرت یون‌های ید به سطح تماس الکترود و الکترولیت است. یون‌ها فضاهای ریز را پر می‌کنند و باعث تماس نزدیک‌تر مواد می‌شوند که یکی از چالش‌های اصلی باتری‌های حالت جامد جدید را رفع میکند.
۲. چارچوب پلیمری انعطاف‌پذیر توسط موسسه تحقیقات فلزات
پلیمرهای ویژه باعث افزایش انعطاف الکترولیت می‌شوند و مقاومت آن در برابر خم و پیچش تا ۲۰,۰۰۰ چرخه آزمایش شده است. ترکیبات شیمیایی داخلی چارچوب نیز تحرک یون لیتیم را افزایش داده و ظرفیت ذخیره انرژی را تا ۸۶٪ بالا برده است.
۳. تقویت با پلی‌اتر فلورینه توسط دانشگاه تسینگ‌هوا
فلورینه کردن الکترولیت باعث ایجاد لایه فلوراید پایدار روی سطح الکترود شده و مقاومت باتری در ولتاژهای بالا افزایش یافته است. تست‌های سوراخ کردن و دمای ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد بدون انفجار نشان‌دهنده بهبود ایمنی و پایداری است.
مزایا و کاربردهای عملی
با این پیشرفت‌ها، باتری‌های حالت جامد جدید چین به سطحی نزدیک به تجاری‌سازی رسیده‌اند که در آن هم انرژی ذخیره بالا و هم ایمنی و پایداری باتری به‌طور همزمان بهبود یافته است. خودروهای برقی مجهز به این باتری‌ها می‌توانند مسافت‌های طولانی بدون نگرانی از ایمنی طی کنند و قابلیت شارژ سریع و بهینه خواهند داشت.
چالش‌ها و مسیر صنعتی‌سازی
با وجود پیشرفت‌ها، آزمایش‌های گسترده صنعتی و اعتبارسنجی در مقیاس بزرگ هنوز لازم است. تا تجاری‌سازی انبوه، هزینه تولید و فرآیند صنعتی‌سازی همچنان چالش اصلی محسوب میشود و پژوهشگران باید پایداری و طول عمر واقعی باتری‌ها را در شرایط عملیاتی مختلف اثبات کنند.
سوالات متداول
آیا باتری‌های حالت جامد جدید چین آماده نصب روی خودروهای تولید انبوه هستند؟
خیر، هنوز آزمایش‌ها و اعتبارسنجی صنعتی در مقیاس انبوه لازم است.
مزیت اصلی استفاده از الکترولیت‌های فلورینه چیست؟
ایجاد لایه فلوراید پایدار روی سطح الکترود باعث افزایش ایمنی، پایداری و مقاومت در برابر ولتاژ بالا میشود.
