حالت موضوعی | حالت خطی

مشاهده پروفايل کاربر

در صدد پابلیک مقاله ای در باب باطری ها و انواع آن بودم که در ابتدا توضیحاتی در مورد باطری های یونی داشته باشیم . انشاء الله در جلسات آینده بیشتر در مورد باطری های لیتیوم پلیمر توضیح داده میشه .

باتري هاي ليتيوم - يوني باتري هايي هستند كه امروزه بسيار فراگير شده و امكان ظرفيت هاي بالاي ذخيره سازي در حجم و ابعاد كوچك را فراهم كرده اند. امروزه بيشتر باتري هايي كه ما مي بينيم، مانند باتري گوشي هاي موبايل، دوربين هاي ديجيتال، لپ تاپ ها و بسيار از دستگاههاي ديگر، از اين نوع باتري ها هستند.

[attachment=124]

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست . لطفاً ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید

باتري ليتيوم-يون يك خانواده از باتري‌هاي قابل شارژ است كه در آن در زمان تخليه، يون‌هاي ليتيوم از الكترودمنفي به سمت الكترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حركت مي‌كنند.اگرچه اين باتري ها در مقايسه به نسل هاي قديمي تر باتري ها يعني )NiCd نيكل – كادميوم) و) NiMH (نيكل – موليبدن) ، وزن سبك تري دارند و علاوه بر اين از دوره ماندگاري بيشتري در هر بار شارژ بهره مي برند اما بهتر از اين نيز مي توانند باشند .باتري هاي ليتيوم - يوني يكي از انواع، به سرعت رو به رشد در بازار هستند كه تقريبا هر شش ماه يكبار، تركيبي از ليتيوم با يك فلز يا غير فلز ديگر كه خصوصيات جديدي را ارائه مي كند، به بازار معرفي مي نمايند. به خصوص ،در حال حاضر كه قيمت اين باتري ها كاهش يافته . بنابر اين بايد راه حلي براي بهبود بخشيدن به اين تكنولوژي يافت. يكي از راه هاي ممكن اين است كه باتري هاي ليتيوم – يون بتوانند انرژي بيشتري در خود ذخيره كنند. يكي ازاجزاي مهم براي ذخيره سازي انرژي در باتري هاي ليتيوم – يوني ، آند، است. بنابراين بسته به اينكه جنس آند از چه چيزي باشد مي توان كارايي اين باتري هارا افزايش داد.

گروهي از دانشمندان آزمايشگاه بين المللي لارنس بركلي توانسته اند بعد از انجام يك سال آزمايشات متعدد و طي كردن صدها بار عمليات شارژ و دشارژ نوع جديدي از آند را طراحي كنند كه ظرفيت انرژي را در اين باتري ها افزايش دهند.آندهاي جديد از موادي با قيمت مناسب ساخته شده اند كه كاملاً با تكنولوژي ساخت باتري هاي ليتيومي استاندارد سازگار است .

در زير نمونه اي از مقايسه ي باتري هاي نسل قديم يعني نيكل- كادميم و نيكل-موليبدن را از لحاظ ولتاژ ودانسيته ي انرژي با باتري هاي ليتيوم – يون نمايش مي دهيم:

[attachment=127]

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست . لطفاً ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید

گسترش با تريهاي ظرفيت بالا
گائو ليو يكي از اعضاي اتحاديه ي تكنولوژي انرژي هاي زيست محيطي (EETD) مي گويد: هنگامي كه الكترود ها ،ليتيوم را به سمت خود جذب مي كنند هميشه اين چالش وجود خواهد داشت كه مواد تشكيل دهند ه ي آند ها در باتري هاي ليتيوم – يون ظرفيت بالا ، دچار تغيير( يا تورم ) حجم شوند.

وي همچنين مي گويد: امروزه آند اغلب باتري هاي ليتيوم – يون از گرافيت ساخته شده اند ،گرافيت رساناي خوب جريان الكتريسيته است و همچنين هنگامي كه يون ها بين لايه هاي گرافن جاي مي گيرند، آند گرافيتي منبسط مي شود. آندهاي ‌مبتني بر سيليكون از نظر تئوري در مقايسه با آندهاي‌گرافيتي، ظرفيت را ده برابر بهبود مي‌دهند، اما آندهاي مبتني بر ‌سيليكون تاكنون براي استفاده عملي به اندازه كافي پايداري نداشته‌اند و درآنها هنگام انبساط و انقباض ناشي از ورود و خروج (شارژ و تخليه) يون‌هاي ‌ليتيوم به يا از سيليكون، ترك‌هايي ايجاد مي‌شود كه به سرعت قطب هاي الكتريكي را در آند از هم جدا مي كند،كه باعث مي شود رسانندگي كاهش يابد ،درنتيجه سريعاٌ باعث افت عملكرد مي‌شوند.بنا براين محققان به دنبال راه حلي هستند كه بتوانند همانطور كه از سيليكون استفاده مي كنند ،رسانندگي الكتريكي را كاهش ندهند. بسياري از روش هايي كه پيشنهاد شده بود به طور خيره كننده اي پر خرج بودند.

يكي از روش هايي كه هزينه ي كمتري در بر دارد ميكس كردن ذرات سيليكوني در يك ماده ي پليمري چسبنده ي قابل انعطاف با كربن سياه مي باشد كه هدايت الكتريكي را افزايش مي دهد. يكي از پليمر هايي كه مورد آزمايش قرار گرفته PAN ناميده مي شود كه داراي بار مثبت است، اين پليمر ها همانند يك هادي رسانا مي توانند بارمثبت از دست دهند اما به سرعت ضريب رسانندگيشان كاهش مي يابد.

يكي از روش هايي كه هزينه ي كمتري در بر داشت ميكس كردن ذرات سيليكوني در يك ماده ي پليمري چسبنده ي قابل انعطاف با كربن سياه مي باشد كه هدايت الكتريكي را افزايش مي دهد. يكي از پليمر هايي كه مورد آزمايش قرار گرفته PAN ناميده مي شود كه داراي بار مثبت است، اين پليمر ها همانند يك هادي رسانا مي توانند بارمثبت از دست دهند اما به سرعت ضريب رسانندگيشان كاهش مي يابد. يك پليمر ايده آل پليمري است كه بتواند به راحتي الكترون جذب كند يا از دست بدهد.بنابراين يك پليمر مناسب از روي تعداد الكترون تراز آخر كه "پايينترين تراز مولكولي اشغال نشده " نام دارد شناسايي مي شود ،كه بايد به گونه اي باشد كه الكترون بتواند به راحتي در آنجا مستقر شود يا اينكه آزادانه بتواند حركت كند.چرا كه طبق تصور ما، هنگام شارژ اوليه الكترون بايد توسط اتم ليتيوم جذب شود.

بنا بر اين دو نفر از اعضاي اتحاديه ي تكنولوژي انرژي هاي زيست محيطي به سراغ يك سري از پليمر هاي هدايت كننده ي پايه كه به صورت كوتاه PFs ناميده مي شود رفتند.هنگامي كه متوجه عملكرد عالي اين پليمرها شدند تصميم گرفتند با همكاري با بخش اپتيكي آزمايشگاه بركلي يك طيف نگاري پرتو ايكس بر روي پليمر ها انجام دهند تا بتوانند خصوصيات الكترونيكي مهمشان را تعيين كنند.

در طيف نگاري پرتو ايكس طيفي با يك توان معين به سمت الكترون ها و يون هاي باتري هاي ليتيومي فرستاده مي شود در نتيجه مي توان اطلاعات مهمي از مكان فعلي الكترونها و يونها وهمينطور جايي كه بعد از دريافت پرتو مي روند ، بدست آورند. با مقايسه ي طيف نگاري حاصل از پليمر هاي PFs با ساختار الكترونيكي پليمر هاي پايه ي PAN تفاوت بسياري در گروه كربن – اكسيژنشان ديده شد، و همچنين اطلاعات بسياري از اين آزمايش بدست آوردند ولي براي اينكه بتوانند ربط اين اطلاعات را با هدايت الكتريكي پليمر ها بفهمند بايد يك تفسير تئوري را بيان مي كردند تا بتوانند با داده هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار دهند ،كه دو نفر از اعضاي مركز محاسبات علمي تحقيقات بين المللي (NERSC) اين تفسير تئوري را توسط محاسبات خود بيان كردند، كه خوشبختانه اين محاسبات ، بسيار خوب با داده هاي آزمايشگاهي قابل تطبيق بود .در نتيجه با شبيه سازي كه توسط اين محاسبات انجام شد توانستند ظرفيت باتري هاي ليتيومي را با استفاده از اين پليمر ها

افزايش دهند.

[attachment=125]

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست . لطفاً ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید

رهنمود هاي عملي

[attachment=126]

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست . لطفاً ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید

* از تخليه كامل باتري هاي ليتيوم يون خودداري كنيد، زيرا اينكار باعث زودتر فرسوده شدن باتري مي شود. براي باتري هاي ليتيوم-يون تخليه جزئي و شارژ مجدد مكرر بسيار بهتر از تخليه كامل باتري است. شارژ كردن مجدد باتري نيمه خالي ليتيوم يون هيچ مشكلي ايجاد نمي كند زيرا اين نوع از باتري ها اثر حافظه ندارند. (اثر حافظه در باتري هاي مبتني بر نيكل، مانند نيكل كادميوم و نيكل متال هايدرايد وجود دارد.) عمر كوتاه باتري ها در لپ تاپ ها، بيشتر به خاطر اثر حرارت بالا است، تا الگوي شارژ/تخليه آنها.

*باتري هايي كه نشان دهنده مقدار ظرفيت دارند (مانند باتري هاي لپ تاپ، يا باتري هاي دوربين ها) بايد براي كاليبراسيون، در هر 30 بار شارژ يكبار بصورت عمدي كاملا تخليه شوند. كار كردن دستگاه با باتري تا زماني كه كاملا تخليه شود براي اين كار كفايت مي كند. اگر اين الگو رعايت نشود، نشان دهند ظرفيت با مرور زمان دقت خود را از دست مي دهد، طوري كه ممكن است در حاليكه باتري هنوز توان دارد، آنرا خالي اعلام كند.

* باتري هاي ليتيوم يون را بايد خنك نگاه داشت. يكي از بدترين كارهايي كه در مورد اين باتري مي توان انجام داد، نگهداشتن آن در يك ماشين در بسته در يك روز گرم است. براي نگهداري طولاني مدت اين باتري ها بايد باتري را تا 40 درصد ظرفيت آن شارژ كرد و سپس در يك جاي خشك و خنك نگهداري كرد.

* بايد تا حد امكان هنگامي كه لپ تاپ از برق شهر استفاده مي كند، باتري را از آن خارج كرد و بيرون نگاه داشت. البته بعضي از سازندگان لپ تاپ نگراني هايي در مورد اينكار، به خاطر امكان جمع شدن رطوبت و گرد و خاك در محل اتصال باتري دارند.

منبع : دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.

مشاهده پروفايل کاربر

این پست ادیت شد