የባትሪ ቴክኖሎጂ የወደፊት ዕጣ ፈንታ፡ የሲሊኮን አኖዶች፣ ግራፊን፣ የአሉሚኒየም-ኦክስጅን ባትሪዎች፣ ወዘተ.

የአዘጋጁ ማስታወሻ፡ የኤሌክትሪክ ቴክኖሎጂ የአረንጓዴው ምድር የወደፊት ዕጣ ፈንታ ሲሆን የባትሪ ቴክኖሎጂ የኤሌክትሪክ ቴክኖሎጂ መሠረት እና የኤሌክትሪክ ቴክኖሎጂን ሰፊ እድገት ለመገደብ ቁልፉ ነው። የአሁኑ ዋና የባትሪ ቴክኖሎጂ ጥሩ የኃይል ጥግግት እና ከፍተኛ ቅልጥፍና ያላቸው የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ናቸው። ሆኖም ሊቲየም ከፍተኛ ወጪ እና ውስን ሀብቶች ያሉት ብርቅዬ አካል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የታዳሽ የኃይል ምንጮች አጠቃቀም እያደገ ሲሄድ፣ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የኃይል ጥግግት ከአሁን በኋላ በቂ አይደለም። እንዴት ምላሽ መስጠት ይቻላል? ማያንክ ጄን ለወደፊቱ ጥቅም ላይ ሊውሉ የሚችሉ አንዳንድ የባትሪ ቴክኖሎጂዎችን ገምግሟል። የመጀመሪያው ጽሑፍ በመካከለኛው ድረ-ገጽ ላይ ታትሟል፡ የባትሪ ቴክኖሎጂ የወደፊት ዕጣ ፈንታ በሚል ርዕስ ታትሟል።

ምድር በኃይል የተሞላች ናት፣ እናም ያንን ኃይል ለመያዝ እና በአግባቡ ለመጠቀም የምንችለውን ሁሉ እያደረግን ነው። ወደ ታዳሽ ኃይል በሚደረገው ሽግግር የተሻለ ስራ ብንሰራም፣ ኃይልን በማከማቸት ረገድ ብዙም እድገት አላሳየንም።
በአሁኑ ጊዜ ከፍተኛው የባትሪ ቴክኖሎጂ ደረጃ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ነው። ይህ ባትሪ ምርጡን የኃይል ጥግግት፣ ከፍተኛ ብቃት (99%) እና ረጅም ዕድሜ ያለው ይመስላል።
ታዲያ ምን ችግር አለው? የምንይዘው ታዳሽ ኃይል እያደገ ሲሄድ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የኃይል ጥግግት ከአሁን በኋላ በቂ አይደለም።
ባትሪዎችን በቡድን ማምረት መቀጠል ስለምንችል፣ ይህ ትልቅ ጉዳይ አይመስልም፣ ነገር ግን ችግሩ ሊቲየም በአንጻራዊ ሁኔታ ብርቅዬ ብረት ስለሆነ ዋጋው ዝቅተኛ አይደለም። የባትሪ ምርት ወጪዎች እየቀነሱ ቢሆንም፣ የኃይል ማከማቻ አስፈላጊነትም በፍጥነት እየጨመረ ነው።
የሊቲየም አዮን ባትሪ ከተመረተ በኋላ በኢነርጂ ኢንዱስትሪው ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ የሚያሳድርበት ደረጃ ላይ ደርሰናል።
የቅሪተ አካል ነዳጆች ከፍተኛ የኃይል ጥግግት እውነታ ነው፣ ​​እና ይህ ወደ ሙሉ በሙሉ በታዳሽ ኃይል ላይ ጥገኛ ወደ መሆን የሚደረገውን ሽግግር የሚያደናቅፍ ትልቅ ተጽዕኖ ፈጣሪ ነገር ነው። ከክብደታችን የበለጠ ኃይል የሚያመነጩ ባትሪዎች ያስፈልጉናል።
የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች እንዴት እንደሚሠሩ
የሊቲየም ባትሪዎች የአሠራር ዘዴ ከመደበኛው የኤኤኤ ወይም የኤኤኤ ኬሚካላዊ ባትሪዎች ጋር ተመሳሳይ ነው። አኖድ እና ካቶድ ተርሚናሎች እና በመካከላቸው ኤሌክትሮላይት አላቸው። ከመደበኛ ባትሪዎች በተለየ መልኩ፣ በሊቲየም-አዮን ባትሪ ውስጥ ያለው የመልቀቂያ ምላሽ ሊቀለበስ የሚችል ስለሆነ ባትሪው በተደጋጋሚ ሊሞላ ይችላል።

ካቶድ (+ ተርሚናል) ከሊቲየም ብረት ፎስፌት፣ አኖድ (-ተርሚናል) ከግራፋይት፣ እና ግራፋይት ከካርቦን የተሰራ ነው። ኤሌክትሪክ የኤሌክትሮኖች ፍሰት ብቻ ነው። እነዚህ ባትሪዎች የሊቲየም አየኖችን በአኖድ እና በካቶድ መካከል በማንቀሳቀስ ኤሌክትሪክ ያመነጫሉ።
አዮኖቹ ሲሞሉ ወደ አኖዱ ይንቀሳቀሳሉ፣ እና ሲለቀቁ አዮኖቹ ወደ ካቶድ ይሄዳሉ።
ይህ የአዮኖች እንቅስቃሴ በወረዳው ውስጥ የኤሌክትሮኖችን እንቅስቃሴ ያስከትላል፣ ስለዚህ የሊቲየም አዮን እንቅስቃሴ እና የኤሌክትሮን እንቅስቃሴ የተያያዙ ናቸው።
የሲሊኮን አኖድ ባትሪ
እንደ ቢኤምደብሊው ያሉ ብዙ ትላልቅ የመኪና ኩባንያዎች የሲሊኮን አኖድ ባትሪዎችን በማልማት ላይ ኢንቨስት ሲያደርጉ ቆይተዋል። ልክ እንደ ተራ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች፣ እነዚህ ባትሪዎች የሊቲየም አኖዶችን ይጠቀማሉ፣ ነገር ግን በካርቦን ላይ የተመሰረቱ አኖዶችን ከመጠቀም ይልቅ ሲሊኮንን ይጠቀማሉ።
እንደ አኖድ፣ ሲሊከን ከግራፋይት የተሻለ ነው ምክንያቱም ሊቲየምን ለመያዝ 4 የካርቦን አቶሞችን ይፈልጋል፣ እና 1 የሲሊኮን አቶም 4 የሊቲየም አየኖችን ሊይዝ ይችላል። ይህ ትልቅ ማሻሻያ ነው… ሲሊከንን ከግራፋይት 3 እጥፍ የበለጠ ጠንካራ ያደርገዋል።

ያም ሆኖ፣ የሊቲየም አጠቃቀም አሁንም ባለ ሁለት አፍ ሰይፍ ነው። ይህ ቁሳቁስ አሁንም ውድ ነው፣ ነገር ግን የማምረቻ ተቋማትን ወደ ሲሊኮን ሴሎች ማስተላለፍም ቀላል ነው። ባትሪዎቹ ሙሉ በሙሉ የተለያዩ ከሆኑ ፋብሪካው ሙሉ በሙሉ እንደገና መንደፍ ይኖርበታል፣ ይህም የመቀየሪያው ውበት በትንሹ እንዲቀንስ ያደርጋል።
የሲሊኮን አኖዶች የሚሠሩት አሸዋን በማከም ሲሆን ንፁህ ሲሊከን ለማምረት ነው፣ ነገር ግን ተመራማሪዎች በአሁኑ ጊዜ የሚያጋጥሟቸው ትልቁ ችግር ሲሊኮን አኖዶች ጥቅም ላይ ሲውሉ ማበጣቸው ነው። ይህ ባትሪው በፍጥነት እንዲበላሽ ሊያደርግ ይችላል። አኖዶችን በጅምላ ማምረትም አስቸጋሪ ነው።

የግራፊን ባትሪ
ግራፊን እንደ እርሳስ ተመሳሳይ ቁሳቁስ የሚጠቀም የካርቦን ፍሌክ አይነት ነው፣ ነገር ግን ግራፋይትን ከፍሌክ ጋር ለማያያዝ ብዙ ጊዜ ይወስዳል። ግራፊን በብዙ የአጠቃቀም ሁኔታዎች ውስጥ ባለው እጅግ በጣም ጥሩ አፈፃፀም የተመሰገነች ሲሆን ባትሪዎችም ከእነዚህ ውስጥ አንዱ ናቸው።

አንዳንድ ኩባንያዎች በደቂቃዎች ውስጥ ሙሉ በሙሉ ሊሞሉ የሚችሉ እና ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በ33 እጥፍ በፍጥነት ሊወጡ የሚችሉ የግራፊን ባትሪዎችን እየሠሩ ነው። ይህ ለኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ትልቅ ዋጋ አለው።
የአረፋ ባትሪ
በአሁኑ ጊዜ፣ ባህላዊ ባትሪዎች ባለ ሁለት ገጽታ ናቸው። ወይ እንደ ሊቲየም ባትሪ ተደራርበው ወይም እንደ መደበኛ AA ወይም ሊቲየም-አዮን ባትሪ ተጠቅልለዋል።
የአረፋ ባትሪው በ3-ልኬት ህዋ ውስጥ የኤሌክትሪክ ቻርጅ እንቅስቃሴን የሚያካትት አዲስ ፅንሰ-ሀሳብ ነው።
ይህ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ መዋቅር የኃይል መሙያ ጊዜን ሊያፋጥን እና የኃይል ጥግግትን ሊጨምር ይችላል፤ እነዚህ የባትሪው እጅግ በጣም አስፈላጊ ባህሪያት ናቸው። ከሌሎች አብዛኛዎቹ ባትሪዎች ጋር ሲነጻጸር የአረፋ ባትሪዎች ምንም አይነት ጎጂ ፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶች የላቸውም።
የአረፋ ባትሪዎች ፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶችን ከመጠቀም ይልቅ ጠንካራ ኤሌክትሮላይቶችን ይጠቀማሉ። ይህ ኤሌክትሮላይት የሊቲየም አየኖችን ከማንቀሳቀስ ባለፈ ሌሎች የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችንም ይከላከላል።

የባትሪውን አሉታዊ ኃይል የሚይዘው አኖድ ከተጣራ መዳብ የተሠራ እና በሚፈለገው ንቁ ቁሳቁስ የተሸፈነ ነው።
ከዚያም በአኖድ ዙሪያ ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ይተገበራል።
በመጨረሻም፣ በባትሪው ውስጥ ያሉትን ክፍተቶች ለመሙላት "ፖዘቲቭ ፓስት" የሚባል ነገር ጥቅም ላይ ይውላል።
የአሉሚኒየም ኦክሳይድ ባትሪ

እነዚህ ባትሪዎች ከማንኛውም ባትሪ ትልቁ የኃይል ጥግግት አላቸው። ኃይሉ ከአሁኑ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የበለጠ ኃይለኛ እና ቀላል ነው። አንዳንድ ሰዎች እነዚህ ባትሪዎች 2,000 ኪሎ ሜትር የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን ማቅረብ እንደሚችሉ ይናገራሉ። ይህ ጽንሰ-ሀሳብ ምንድን ነው? ለማጣቀሻ፣ የቴስላ ከፍተኛው የሽርሽር ክልል 600 ኪሎ ሜትር ያህል ነው።
የእነዚህ ባትሪዎች ችግር ሊሞሉ አለመቻላቸው ነው። የአሉሚኒየም ሃይድሮክሳይድ ያመነጫሉ እና በውሃ ላይ በተመሰረተ ኤሌክትሮላይት ውስጥ በአሉሚኒየም እና ኦክስጅን ምላሽ አማካኝነት ኃይል ይለቃሉ። የባትሪዎችን አጠቃቀም አልሙኒየምን እንደ አኖድ ይጠቀማል።
የሶዲየም ባትሪ
በአሁኑ ጊዜ የጃፓን ሳይንቲስቶች ሊቲየምን ከመጠቀም ይልቅ ሶዲየም የሚጠቀሙ ባትሪዎችን በማምረት ላይ እየሰሩ ነው።
ይህ ረብሻ ይሆናል፣ ምክንያቱም የሶዲየም ባትሪዎች በንድፈ ሀሳብ ከሊቲየም ባትሪዎች በ7 እጥፍ የበለጠ ውጤታማ ናቸው። ሌላው ትልቅ ጥቅም ደግሞ ሶዲየም በምድር ክምችት ውስጥ ስድስተኛው የበለፀገ ንጥረ ነገር መሆኑ ነው፣ እሱም ብርቅዬ ንጥረ ነገር ከሆነው ሊቲየም ጋር ሲነጻጸር።