Icyitonderwa cy'umwanditsi: Ikoranabuhanga ry'amashanyarazi ni ejo hazaza h'isi y'icyatsi kibisi, kandi ikoranabuhanga rya bateri ni ryo shingiro ry'ikoranabuhanga ry'amashanyarazi kandi ni ryo shingiro ryo kugabanya iterambere rinini ry'ikoranabuhanga ry'amashanyarazi. Ikoranabuhanga rigezweho rya bateri ni bateri za lithium-ion, zifite ubucucike bwiza bw'ingufu n'imikorere myiza. Ariko, lithium ni ikintu kidasanzwe gifite ikiguzi kinini n'umutungo muke. Muri icyo gihe, uko ikoreshwa ry'ingufu zisubira kwiyongera, ubucucike bw'ingufu za bateri za lithium-ion ntibukihagije. Wakora iki? Mayank Jain yasuzumye ikoranabuhanga rimwe na rimwe rya bateri rishobora gukoreshwa mu gihe kizaza. Ingingo ya mbere yasohotse ku buryo bw'ikoranabuhanga ifite umutwe ugira uti: Ejo hazaza h'ikoranabuhanga rya bateri
Isi yuzuye ingufu, kandi turimo gukora ibishoboka byose kugira ngo dufate izo ngufu kandi tuzikoreshe neza. Nubwo twakoze akazi keza kurushaho mu mpinduka tujya ku ngufu zishobora kuvugururwa, ntabwo twateye imbere cyane mu kubika ingufu.
Kuri ubu, ikoranabuhanga rya bateri rigezweho ni bateri za lithium-ion. Iyi bateri isa nkaho ifite ingufu nyinshi, ikora neza cyane (hafi 99%), kandi iramba.
None se ikibazo ni iki? Uko ingufu zishobora kuvugururwa dufata zikomeza kwiyongera, ubucucike bw'ingufu za bateri za lithiamu-iyoni ntibukihagije.
Kubera ko dushobora gukomeza gukora bateri mu byiciro, ibi bisa nkaho atari ikibazo gikomeye, ariko ikibazo ni uko lithiyumu ari icyuma kidakunze kuboneka, bityo igiciro cyacyo ntikiba kiri hasi. Nubwo ikiguzi cyo gukora bateri kirimo kugabanuka, gukenera kubika ingufu nabyo biriyongera cyane.
Tugeze aho bateri ya lithium ion imaze gukorwa, izagira ingaruka zikomeye ku nganda z'ingufu.
Ubucucike bw'ingufu za peteroli ni ikintu gikomeye, kandi iki ni ikintu gikomeye kibangamira ihinduka ryo kwishingikiriza ku ngufu zishobora kuvugururwa. Dukeneye bateri zitanga ingufu zirenze uburemere bwacu.
Uburyo bateri za lithium-ion zikora
Uburyo bateri za lithium zikora busa na bateri zisanzwe za AA cyangwa AAA. Zifite terminals za anode na cathode, hamwe na electrolyte hagati yazo. Bitandukanye na bateri zisanzwe, igisubizo cyo gusohora muri bateri ya lithium-ion kirahinduka, bityo bateri ishobora kongera gusharijwa inshuro nyinshi.
Cathode (+ terminal) ikozwe muri fosifate y'icyuma ya lithium, anode (-terminal) ikozwe muri grafiti, naho grafiti ikozwe muri karuboni. Amashanyarazi ni urujya n'uruza rw'amashanyarazi gusa. Izi bateri zitanga amashanyarazi binyuze mu kugenda kwa iyoni za lithium hagati ya anode na cathode.
Iyo irons zishyushye, zijya kuri anode, kandi iyo zisohotse, irons ziruka zijya kuri cathode.
Uku kugenda kwa iyoni gutuma electron zigenda mu muyoboro, bityo kugenda kwa iyoni ya lithiamu n'ingendo za electron birafitanye isano.
Bateri ya anode ya silicon
Amasosiyete menshi manini y’imodoka nka BMW yagiye ashora imari mu iterambere rya bateri za silicon anode. Kimwe na bateri zisanzwe za lithium-ion, izi bateri zikoresha lithium anode, ariko aho gukoresha carbon-based anode, zikoresha silicon.
Nk'umusemburo wa anode, silikoni irusha grafiti kuko ikenera atome 4 za karuboni kugira ngo ifate lithiyumu, kandi atome 1 ya silikoni ishobora gufata iyoni 4 za lithiyumu. Iri ni ivugurura rikomeye ... rituma silikoni ikomeye inshuro 3 kurusha grafiti.
Nubwo bimeze bityo ariko, gukoresha lithium biracyari inkota ifite ubugi bubiri. Iki gikoresho kiracyahenze, ariko kandi biroroshye kohereza ibikoresho byacyo mu turemangingo twa silikoni. Iyo bateri zitandukanye rwose, uruganda ruzagomba kuvugururwa burundu, bizatuma ubwiza bw'ihindagurika bugabanuka gato.
Anode za silicon zikorwa hakoreshejwe uburyo bwo gutunganya umucanga kugira ngo zikore silicon nziza, ariko ikibazo gikomeye abashakashatsi bahura nacyo ubu ni uko anode za silicon zibyimba iyo zikoreshejwe. Ibi bishobora gutuma bateri igabanuka vuba cyane. Biragoye kandi gukora anode nyinshi.
Bateri ya Graphene
Graphene ni ubwoko bw'udupira twa karuboni dukoresha ibikoresho bimwe n'ikaramu, ariko bisaba igihe kinini gushyira grafiti ku dupira. Graphene ishimwa kubera imikorere yayo myiza mu bihe byinshi byo kuyikoresha, kandi bateri ni imwe muri zo.
Hari amasosiyete arimo gukora kuri bateri za graphene zishobora gusharijwa neza mu minota mike kandi zigasohora vuba inshuro 33 kurusha bateri za lithium-ion. Ibi bifite akamaro kanini ku modoka zikoresha amashanyarazi.
Bateri y'ifuro
Muri iki gihe, bateri zisanzwe zifite imiterere ibiri. Ziba zifatanye nk'ibati ya lithium cyangwa zizungurutswe nk'ibati isanzwe ya AA cyangwa lithium-ion.
Bateri ya foam ni igitekerezo gishya gikubiyemo uburyo umuriro w'amashanyarazi ugenda mu mwanya wa 3D.
Iyi miterere y’ibice bitatu ishobora kwihutisha igihe cyo gusharija no kongera ubucucike bw’ingufu, izi ni ingenzi cyane kuri bateri. Ugereranyije n’izindi bateri nyinshi, bateri za foam nta electrolyte z’amazi zangiza zifite.
Bateri z'ifuro zikoresha electrolyte zikomeye aho gukoresha electrolyte z'amazi. Iyi electrolyte ntabwo ikora iyoni za lithiamu gusa, ahubwo inarinda ubushyuhe bw'ibindi bikoresho by'ikoranabuhanga.
Anode ifata umuriro wa bateri udafite ingufu ikozwe mu muringa uvanze n'ifuro kandi isizweho ibikoresho bikenewe.
Hanyuma hashyirwamo electrolyte ikomeye hafi ya anode.
Amaherezo, icyo bita "positi nziza" gikoreshwa mu kuzuza icyuho kiri muri batiri.
Bateri ya Aluminium Oxide
Izi bateri zifite imwe mu ngufu nini kurusha izindi bateri zose. Ingufu zazo zirakomeye kandi zoroshye kurusha bateri za lithium-ion zikoreshwa ubu. Hari abantu bavuga ko izi bateri zishobora gutanga kilometero 2.000 z'imodoka zikoresha amashanyarazi. Iki gitekerezo ni iki? Ku bw'ibyo, ahantu ntarengwa ho kugenda muri Tesla ni kilometero 600.
Ikibazo kiri muri izi bateri ni uko zidashobora gusharijwa. Zikora aluminium hydroxide kandi zigatanga ingufu binyuze mu gukorana kwa aluminium na ogisijeni muri electrolyte ishingiye ku mazi. Gukoresha bateri bikoresha aluminium nk'anode.
Bateri ya sodiyumu
Muri iki gihe, abahanga mu bya siyansi b’Abayapani barimo gukora bateri zikoresha sodiyumu aho gukoresha lithiyumu.
Ibi byaba ari ikibazo, kuko bateri za sodium mu buryo bw’imitekerereze zirusha bateri za lithium inshuro 7. Indi nyungu ikomeye ni uko sodium ari yo kintu cya gatandatu gikungahaye ku bidukikije ku isi, ugereranije na lithium, ikaba ari ikintu kidakunze kuboneka.
Igihe cyo kohereza: Ukuboza-02-2019