چرا بازدهی باتریهای لیتیوم یون در سرما کاهش می‌یابد؟
تاریخ انتشار: ۲۴ اسفند ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۹۵۴۰۹۶
باتریهای لیتیوم‌یون دسته‌ای از باتری‌ها هستند که امروزه در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی از گوشی هوشمند گرفته تا خودرو‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه تقاضای زیادی برای باتریهای لیتیوم یون وجود دارد ولی این نوع از باتری‌ها بدون مشکل نیستند؛ به طور مثال در دمای پایین بازدهی عملکرد آنها کاهش یافته و در دمای بالا احتمال آتش گرفتن این دسته از باتری‌ها وجود دارد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
به دلیل توسعه فناوری‌های هوشمند و افزایش حجم تولید انواع دستگاه‌های الکترونیکی در چند دهه اخیر میزان استفاده از باتریهای لیتیوم یون به شدت بیشتر شده است. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند بازار این دسته از باتری‌ها تا سال ۲۰۳۰ به هزاران گیگابایت بر ساعت می‌رسد. مقایسه باتریهای لیتیوم یون با سایر انواع باتری‌ها نشان می‌دهد این نوع از باتری‌ها کامل نیستند و افزایش حجم تولید و به‌کارگیری آنها در بدون خطر نیست.
پشت پرده باتریهای لیتیوم یون
ذخیره‌سازی انرژی در باتریهای لیتیوم بر اثر واکنش‌های شیمیایی که بین الکترود‌های مثبت و منفی رخ می‌دهد و انباشت یون‌ها به وسیله همین الکترود‌ها صورت می‌گیرد. الکترون‌ها به صورت الکتریسیته از باتری عبور می‌کنند و هر بار که الکترونی به یک الکترود می‌رود یک یون لیتیوم نیز به همان الکترود می‌رود. این فرایند سبب حفظ تعادل شارژ در باتریهای لیتیوم یون می‌شود. زمانی که خودرو‌های مجهز به این نوع از باتری‌ها شروع به حرکت می‌کنند، یون‌های ذخیره شده در الکترود منفی به الکترود مثبت منتقل شده و انرژی الکتریسیته به باتری می‌رسد.
باتریهای قلمی و نیم‌قلم معمولی که برای تأمین انرژی دستگاه‌های مختلفی استفاده می‌شوند یکبار مصرف هستند و قابلیت شارژ ندارند؛ اما باتریهای لیتیوم یون ده‌ها بار شارژ می‌شوند و امکان استفاده از آنها برای مدت بسیار طولانی وجود دارد. باتوجه به اینکه لیتیوم سبک‌ترین فلز موجود در طبیعت است ظرفیت بالایی برای ذخیره‌سازی انرژی دارد. به همین دلیل این نوع باتری‌ها نه تنها برای وسایل الکترونیکی قابل حمل بلکه برای تأمین انرژی وسایل نقلیه از جمله خودرو‌های برقی نیز مفید هستند.
باتری‌هایی که آتش می‌گیرند
بررسی‌های میدانی و گزارش‌های منتشر شده از سوی مراکز تحقیقاتی حاکی از آن است که احتمال آتش گرفتن باتریهای لیتیوم یون بسیار بالا است و فقط در شهر نیویورک طی پنج سال گذشته تعداد موارد آتش گرفتن باتریهای لیتیوم یون دوچرخه‌های برقی از ۳۰ مورد به ۳۰۰ مورد افزایش یافته است.
علل متعددی برای آتش گرفتن باتریهای لیتیوم یون وجود دارد که از جمله آنها می‌توان به ناخالصی‌های ذرات باقیمانده از فرایند تولید اشاره کرد. وضعیت آب و هوا نیز بر وضعیت بازار دستگاه‌ها و خودرو‌های مجهز به باتریهای لیتیوم یون تاثیر می‌گذارد.
علت اختلال در عملکرد باتریهای لیتیوم یون
باتریهای لیتیوم یون حاوی مایعاتی به نام الکترولیت هستند و کاهش دما در محیطی که باتری قرار دارد موجب می‌شود این مایع با سرعت کندتری جریان پیدا کند. در واقع سرما موجب غلیظ‌تر شدن این مایع شده و در نتیجه یون‌ها با سرعت کمتری حرکت می‌کنند.
در چنین شرایطی یون‌ها به تدریج روی سطح الکترود رسوب کرده و فلز لیتیوم را تشکیل می‌دهند. در صورتی که مقدار زیادی لیتیوم در زمان انجام فرایند شارژ روی الکترود رسوب کند اتصال کوتاه داخلی رخ داده و احتمال آتش گرفتن باتری افزایش می‌یابد.
تولید باتریهای ایمن‌تر
گروه‌های مختلفی از مهندسان در سراسر دنیا در حال تحقیق در مورد چگونگی ساخت باتری‌هایی هستند که در هوای سرد نیز به خوبی شرایط دمایی مطلوب عمل کنند. در جریان تلاش مهندسان برای ساخت باتری‌هایی با بازدهی بیشتر الکترولیت‌های معمولی با نوع جدیدتری از الکترولیت‌ها جایگزین شده که در دمای پایین ضخیم‌تر نمی‌شوند.
تعدادی از شرکت‌های سازنده باتری نیز معتقدند باید نوع جدیدی از باتری‌ها را تولید و روانه بازار کرد. باتری‌هایی که فاقد هرگونه مایعی هستند در محدوده دمایی وسیع عملکرد یکسانی دارند و بازدهی آنها کاهش نمی‌یابد. باتریهای سدیم یون نوع جدیدی از باتری‌ها هستند که بر اساس بررسی مهندسان می‌تواند در شرایط مختلف عملکرد و کارایی بهتری داشته باشد.
در باتریهای حالت جامد از الکترولیت‌های جامد که قابل اشتعال نیستند استفاده می‌شود. به همین دلیل احتمال آتش گرفتن این نوع باتری‌ها بسیار کم است؛ البته هنوز باتریهای سدیم یون کارایی و عملکرد مطلوبی ندارند و باید تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد. در حقیقت باتریهای لیتیوم یون دقیقا به شیوه‌ای انرژی مورد نیاز انواع دستگاه‌های الکترونیکی را تأمین می‌کند که مردم می‌پسندند ولی با این وجود و به دلیل مسائل ایمنی طراحی نسل جدیدی از بازار‌ها با بازدهی بالا ضروری به نظر می‌رسد.
منبع: آنا
باشگاه خبرنگاران جوان وبگردی وبگردیمنبع: باشگاه خبرنگاران
کلیدواژه: باتری لیتیوم دانستنی های علمی باتری های لیتیوم یون احتمال آتش گرفتن آتش گرفتن باتری باتری ها باتری هایی دستگاه ها یون ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.yjc.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «باشگاه خبرنگاران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۹۵۴۰۹۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
لیتیوم را خام‌فروشی نمی‌کنیم/ پای ماندگاری صنایع تبدیلی لیتیوم در همدان می‌مانیم
مدیرکل اداره صنعت، معدن و تجارت استان همدان با اشاره به تأکید مردم بر افزایش سرعت بهره برداری از لیتیوم همدان گفت: لیتیوم همدان را خام‌فروشی نمی‌کنیم.
احمد شانیان در گفت‌وگو با خبرنگار ایمنا در همدان اظهار کرد: سال‌های اخیر با کشف بزرگترین معدن لیتیوم در همدان، ایران توانسته است رتبه هفتم کشور از لحاظ ذخایر این عنصر غنی در جهان را به دست آورد.
وی افزود: وقتی اسفندماه ماه سال ۱۴۰۱ کشف معدن لیتیوم در همدان به میزان چندین میلیون تن کانسنگ معدنی با مساحتی حدود ۱۱ کیلومترمربع در دشت قهاوند در ۵۰ کیلومتری شرق مرکز استان همدان به یک خبر مهم در جهان تبدیل شد.
بهره‌برداری از لیتیوم در همدان سرعت یابدمدیرکل صنعت، معدن و تجارت استان همدان ادامه داد: مردم همدان تأکید دارند کار بهره‌برداری از لیتیوم در همدان سرعت یابد و مسیر پیشرفت‌های لازم سریع طی شود.
شانیان اضافه کرد: استخراج از معدن لیتیوم همدان در بخش خصوصی از سال ۹۹ آغاز و در اسفند ماه سال ۱۴۰۱ منجر به کشف لیتیوم شده بود و نیز این کشف باعث شد جمهوری اسلامی ایران در بین کشورهای دارنده ذخایر لیتیوم قرار گیرد.
وی خاطرنشان کرد: در حال حاضر کشورهایی مانند شیلی، استرالیا و چین دارای بزرگترین ذخایر لیتیوم در جهان هستند و این ماده معدنی غنی در جهان رشد قیمت قابل توجهی را در سال‌های اخیر داشته است که احتمال داده می‌شود تا سال ۲۰۳۰ بازار لیتیوم به ۱۹۲ میلیارد دلار برسد.
شانیان تصریح کرد: آمریکا در حال حاضر ۱۸۰ میلیارد دلار مگاپروژه در زمینه لیتیوم دارد و بزرگترین بازار جهانی را در این حوزه به خود اختصاص داده است.
وی افزود: سال‌های اخیر هم ایران به واسطه دشت قهاوند به جمع کشورهای حائز رتبه در کشف ذخایر غنی لیتیوم پیوست و این امر باعث خوشحالی هم‌میهنان شد اما از طرفی دشمنان کشور از این اتفاق دچار واهمه شدند چرا که خطر جدی را برای خود احساس کردند، به طوری که وقتی ماده معدنی لیتیوم کشف شد و بازتاب‌هایی را به همراه داشت، رسانه اسرائیلی معاریو نیز گزارش داد «کشف معادن بزرگ لیتیوم به تغییر توازن قدرت در منطقه منجر خواهد شد».
مدیرکل صنعت، معدن و تجارت استان همدان ادامه داد: این رسانه بر این باور است که ایران با در اختیار داشتن ۱۰ درصد از ذخایر لیتیوم جهان، سود بسیار زیادی کسب می‌کند و به گفته کارشناس اهل رژیم صهیونیستی «این ذخایر می‌تواند اقتصاد ایران را نجات دهد و تحریم‌های غرب علیه آن را بی‌اثر کند».
شانیان اضافه کرد: می‌توان گفت تغییرات منطقه‌ای به نفع رژیم صهیونیستی نبوده و این کشفیات نیز نگرانی‌های آنها را دوچندان می‌کند چرا که قدرت نظامی ایران در حال گسترش است و در اختیار داشتن منابع انرژی، قدرت آن را دوچندان می‌کند.
وی خاطرنشان کرد: به عبارت دیگر اگر برنامه‌های هسته‌ای و موشکی ایران باعث نگرانی رژیم صهیونیستی و غرب شده است، اعلام خبر کشف میدان چند میلیون تنی لیتیوم که دومین میدان بزرگ لیتیوم جهان به‌شمار می‌رود، باعث خواهد شد ایران در آینده به بازیگر اصلی صنایع رایج و مهم جهان تبدیل شود و این به مذاق آمریکا و صهیونیست‌ها خوش نیامده است.
احمد شانیان تصریح کرد: کشف ماده معدنی لیتیوم جایگاه ایران را در جهان ارتقا خواهد داد و روابط آن را با روسیه و چین و سازمان بریکس تقویت خواهد کرد، بریکس از هم‌اکنون به‌عنوان جایگزینی برای سازمان پیمان آتلانتیک شمالی (ناتو) و ساختار مالی جهانی قدیمی آمریکا و پایان دادن به هژمونی دلار ارزیابی می‌شود.
وی افزود: آنچه موجب افزایش اهمیت راهبردی کشف لیتیوم می‌شود، احیای روابط ایران با کشورهای حاشیه منطقه خلیج‌فارس و برخی دیگر از کشورهای عربی است، از روابط نظامی دریایی ایران در اقیانوس هند گرفته تا برقراری روابط راهبردی با چین و همچنین روابط راهبردی ایران و روسیه که با توجه به رویارویی روسیه و پیمان ناتو، این روابط در سطح بیشتری در حال تقویت است.
مدیرکل صنعت، معدن و تجارت استان همدان ادامه داد: لیتیوم به واسطه اینکه فلز بسیار سبک با مقاومت گرمایی بالا است، در صنعت فضایی های‌تک، هواپیمایی و کاشی و سرامیک مورد استفاده قرار می‌گیرد، فلز لیتیوم در حوزه آلایندگی نیز بسیار حائز اهمیت است و در مباحث مرتبط با انرژی‌های تجدید پذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است، همچنین لیتیوم اثرات سو زیست‌محیطی اندکی دارد.
شانیان اضافه کرد: لیتیوم می‌تواند صنعت ایران و استان همدان را به نحو چشمگیری ارتقا دهد و روابط با کشورهای صنعتی نظیر چین را هم در حوزه‌های مختلف بیشتر کند.
کد خبر 748176
خودکشی از رزیدنتها به پزشکان رسیده؛ چرا دکتر سمیرا آلسعیدی خودکشی کرد؟/ «خودکشی پزشکان بهمثابه یک انتحار اجتماعی است»