باتری جدید محققان چینی، روی دست تسلا می‌زند

محققان چینی با توسعه یک نوع باتری که از چگالی انرژی بالاتری برخوردار است، رویای پرواز الکتریکی در مسافت‌های طولانی را محقق می‌کنند.

محققان موسسه فیزیک آکادمی علوم چین با توسعه یک باتری که چگالی انرژی آن به 711 وات ساعت بر کیلوگرم می‌رسد، رکورد جدیدی را به نام خود ثبت کردند. این ظرفیت در حال حاضر سه برابر نمونه‌های مورد استفاده برای وسایل نقلیه الکترونیکی است.

چگالی انرژی همواره چالشی جدی بر سر راه توسعه روش‌های حمل و نقل الکترونیکی بوده که اکنون محققان به‌دنبال غلبه بر آن هستند. چگالی انرژی بالاتر، باعث افزایش دسترسی نیرو در وسایل نقلیه می‌شود و در نتیجه برد یا ظرفیت بار آنها را بالا می‌برد.

اگرچه عرضه وسایل نقلیه الکتریکی با برد 1000 کیلومتر، دستاوردی قابل قبول به‌شمار می‌رود، اما بسته‌های باتری با انرژی بالاتر برای برق‌رسانی حمل‌ونقل در مسافت‌های طولانی آبی و هم‌چنین هوایی حیاتی هستند. تحقیقات موسسه فیزیک آکادمی علوم چین، گامی بزرگ در این مسیر است.

چینی ها چگونه باتری های جدید خود را توسعه دادند؟

گروهی از محققان به سرپرستی لی هونگ و ژیکیان یو، از اساتید مرکز تحقیقات ملی فیزیک چین، یک باتری ثانویه لیتیومی را با بسته‌بندی نرم کلاس 10Ah تولید کردند. این بسته با استفاده از یک آند فلزی لیتیوم بسیار نازک و هم‌چنین یک کاتد مبتنی بر اکسید منگنز که غنی از لیتیوم بود، ساخته شده است. این الکترودها توسط موسسه تحقیقات خودروی شمالی چین آزمایش شدند.

محققان با هدف افزایش چگالی ذخیره انرژی، محدوده ولتاژ شارژ و دشارژ را گسترش دادند و به‌طور هم‌زمان روی قابلیت‌های ساختاری آند و کاتد به‌عنوان یون‌های لیتیوم که روی الکترودها رسوب می‌کنند و طی فرآیند شارژ و دشارژ در باتری حل می‌شوند، تمرکز کردند. علاوه بر این، آنها از فناوری پوشش دیافراگم برای حل مشکلات برگشت‌پذیری لیتیوم نازک در مقیاس بزرگ استفاده کردند و در عین حال به بررسی راه‌هایی برای عملکرد بهتر الکترولیت‌ها در تنظیمات مختلف پرداختند.

در نهایت، محققان توانستند چگالی انرژی 711.30 وات ساعت بر کیلوگرم و چگالی انرژی حجمی 1653.65 وات ساعت بر لیتر را ثبت کنند که بسیار بالاتر از نمونه‌ باتری‌های موجود در بازار است. در مقام مقایسه، 4680 سلولی که تسلا قصد دارد در مدل‌های آینده خود استفاده کند، چگالی انرژی 244 وات ساعت بر کیلوگرم را ارائه می‌دهند.

راهی طولانی در پیش روی توسعه باتری های جدید

توسعه باتری‌ با انرژی بیش‌تر از زمانی که سونی کاربرد تجاری فناوری لیتیوم-یون را در سال 1991 به نمایش گذاشت، در حال مطالعه است. وقتی بحث پیشبرد فناوری با کاربرد تجاری به میان می‌آید، تحقیقات امروزی در ابعادی بزرگ‌تر از آزمایشگاه‌های دانشگاهی انجام می‌شود. برای نمونه، CATL، از سازندگان چینی باتری، چند ماه قبل یک بسته باتری 500Wh/kg را به نمایش گذاشت.

با این حال، این دانشگاه دالهاوزی بود که در نهایت موفق شد با توسعه یک باتری با چگالی انرژی 575 وات ساعت بر کیلوگرم در این امر پیشتاز و رکورددار شود. البته هنوز با تجاری‌سازی این فناوری فاصله زیادی داریم. از زمان شارژ تا دمای کارکرد گرفته تا طول عمر و خطرات بالقوه انفجار، فهرستی طولانی از ملاحظات وجود دارند که یک بسته باتری جدید قبل از اینکه بتواند به تولید انبوه برسد، باید از هر یک با موفقیت عبور کند.

محققان با پذیرش این واقعیت، اعتقاد دارند که زمینه‌های زیادی برای بهبود طراحی آنها وجود دارد. با این وجود، رکورد جدیدی برای انرژی ذخیره شده در باتری به ثبت رسیده که می‌تواند اولین قدم بزرگ در مسیر تحقق رویای بشر برای دستیابی به یک پرواز طولانی مدت تمام الکتریکی باشد.