فناوری جدید خنک‌سازی باتری با شارژ سریع در ۱۰ دقیقه



به گزارش «اخبار خودرو»،زمان شارژ باتری خودروهای برقی یکی از مواردی است که بسیاری را در خرید این خودروها مردد کرده است. با این حال دانشمندان و شرکت‌های بزرگ باتری‌ساز و خودروسازی در راستای کاهش مدت زمان شارژ این خودروها برنامه‌های بسیاری را درحال اجرا دارند. به‌تازگی پیشرفتی درطراحی باتری خودروهای الکتریکی به‌وجود آمده که سبب می‌شود یک باتری معمولی خودروهای برقی طی 10 دقیقه شارژ شود. زمان شارژ کوتاه‌تر و انرژی بیشتر برای برد طولانی‌تر موضوعی است که دانشمندان روی آن کار می‌کنند و در این خصوص سرمایه‌گذاری بسیاری صورت گرفته است.
چائو یانگ‌وانگ، استاد مهندسی مکانیک ویلیام دیفندرفر در ایالت پن و نویسنده اصلی این مطالعه که در مجله «Nature» به‌چاپ رسیده است، گفت: «نیاز به‌باتری‌های کوچک‌تر و با شارژ سریع‌تر از همیشه بیشتر شده است. باتری‌ها و مواد خام حیاتی، به‌ویژه آن‌هایی که در داخل آمریکا تولید می‌شوند، کافی نیست تا بتواند تقاضای پیش‌بینی‌شده را برآورده کند.»
در ماه اوت کالیفرنیا طرح گسترده‌ای را برای محدود کردن و درنهایت ممنوعیت فروش خودروهای بنزینی در داخل این ایالت تصویب کرد و تا سال 2035، بزرگ‌ترین بازار خودرو در ایالات‌متحده به‌طور موثر موتور احتراق‌داخلی را بازنشسته خواهد کرد.
وانگ توضیح داد که اگر فروش خودروهای جدید به‌سمت وسایل نقلیه الکتریکی با باتری (EVs) سوق پیدا کند، باید در دو جنبه تغییر حاصل شود. باتری‌های فعلی برای شارژ مجدد بسیار کند هستند و برای کارآمد و مقرون‌به‌صرفه بودن بسیار بزرگ به‌شمار می‌روند و به‌جای چنددقیقه وقت گذاشتن در پمپ‌بنزین، بسته به‌مدل باتری، برخی خودروهای برقی ممکن است تمام روز طول بکشد تا دوباره شارژ شوند.
وانگ که آزمایشگاه او با استارت‌آپ مستقر در کالج ایالتی همکاری می‌کند، گفت: «فناوری شارژ سریع ما برای اکثر باتری‌های پر انرژی کار می‌کند و امکان جدیدی را برای کاهش باتری خودروهای الکتریکی از 150 به 50 کیلووات-ساعت بدون ایجاد اضطراب در رانندگان فراهم می‌کند. فناوری جدید، باتری‌های کوچک‌تر و با شارژ سریع‌تر را توسعه می‌دهد و همچنین هزینه باتری و استفاده از مواد خام حیاتی مانند کبالت، گرافیت و لیتیوم را به‌طور چشمگیری کاهش داده و امکان پذیرش انبوه خودروهای برقی مقرون‌به‌صرفه را فراهم می‌کند.»
وانگ توضیح داد که این فناوری مبتنی بر مدولاسیون حرارتی داخلی، یک روش فعال کنترل دما برای ارائه بهترین عملکرد باتری محسوب می‌شود و باتری‌ها زمانی که گرم می‌شوند کارآیی بهتری دارند؛ اما نه زمانی که داغ می‌شوند. نگه داشتن باتری‌ها به‌طور مداوم در دمای مناسب چالش بزرگی برای مهندسان باتری بوده و به‌گفته وانگ، از لحاظ تاریخی آن‌ها برای تنظیم دمای باتری به‌سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی خارجی و حجیم متکی بوده‌اند که به‌کندی پاسخ داده و انرژی زیادی را هدر می‌دهند.
وانگ و تیمش تصمیم گرفتند به‌جای روش قدیمی، دما را از داخل باتری تنظیم کنند و محققان ساختار باتری جدیدی را توسعه دادند که یک فویل نیکل فوق نازک را به‌عنوان چهارمین جزء در کنار آند، الکترولیت و کاتد اضافه می‌کند. وانگ توضیح داد که فویل نیکل که به‌عنوان یک محرک عمل می‌کند، دما و واکنش‌پذیری باتری را تنظیم می‌کند که امکان شارژ سریع ۱۰ دقیقه‌ای تقریبا روی هر مدل باتری خودرو برقی را فراهم می‌کند.



منبع