Àkíyèsí Olóòtú: Ìmọ̀-ẹ̀rọ iná mànàmáná ni ọjọ́ iwájú ilẹ̀ aláwọ̀ ewé, ìmọ̀-ẹ̀rọ bátìrì sì ni ìpìlẹ̀ ìmọ̀-ẹ̀rọ iná mànàmáná àti kọ́kọ́rọ́ sí ìdíwọ́ ìdàgbàsókè ńlá ti ìmọ̀-ẹ̀rọ iná mànàmáná. Ìmọ̀-ẹ̀rọ bátìrì tí ó gbajúmọ̀ lọ́wọ́lọ́wọ́ ni bátìrì lítíọ́mù-ion, tí ó ní agbára tí ó dára àti iṣẹ́-ṣíṣe gíga. Síbẹ̀síbẹ̀, lítíọ́mù jẹ́ ohun tí ó ṣọ̀wọ́n pẹ̀lú owó gíga àti àwọn ohun èlò tí ó ní ààlà. Ní àkókò kan náà, bí lílo àwọn orísun agbára tí ó ń yípadà ṣe ń pọ̀ sí i, agbára tí ó wà nínú bátìrì lítíọ́mù-ion kò tó mọ́. Báwo ni a ṣe lè dáhùn? Mayank Jain ti ṣe àyẹ̀wò àwọn ìmọ̀-ẹ̀rọ bátìrì kan tí ó lè ṣeé lò ní ọjọ́ iwájú. A tẹ̀ àpilẹ̀kọ àkọ́kọ́ jáde lórí ẹ̀rọ alágbékalẹ̀ pẹ̀lú àkọlé: Ọjọ́ iwájú ti Ìmọ̀-ẹ̀rọ Bátìrì
Ayé kún fún agbára, a sì ń ṣe gbogbo ohun tí a lè ṣe láti mú agbára náà kí a sì lo ó dáadáa. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a ti ṣe iṣẹ́ tó dára jù ní ìyípadà sí agbára tó ń yípadà, a kò tíì ṣe ìlọsíwájú púpọ̀ nínú títọ́jú agbára.
Lọ́wọ́lọ́wọ́, ìwọ̀n tó ga jùlọ nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ bátìrì ni bátìrì lítíọ́mù-íọ́nù. Bátìrì yìí dà bíi pé ó ní agbára tó dára jùlọ, ó ní agbára tó ga jùlọ (tó tó 99%), ó sì ní ẹ̀mí gígùn.
Kí ló ń ṣẹlẹ̀? Bí agbára tí a ń gbà ṣe ń pọ̀ sí i, agbára tí àwọn bátìrì lithium-ion ń lò kò tó mọ́.
Nítorí pé a lè máa ṣe àwọn bátírì ní ìpele-ìpele, èyí kò dà bí ohun tó burú, ṣùgbọ́n ìṣòro náà ni pé lítíọ́mù jẹ́ irin tó ṣọ̀wọ́n, nítorí náà owó rẹ̀ kò pọ̀. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé owó ìṣe bátírì ń dínkù, àìní fún ìtọ́jú agbára náà tún ń pọ̀ sí i kíákíá.
A ti dé ibi kan tí nígbà tí a bá ṣe bátírì ion lithium, yóò ní ipa ńlá lórí ilé iṣẹ́ agbára.
Òótọ́ ni pé agbára tó ga jù tí epo fosil ń lò ló ń mú kí agbára tó ń yípadà sí agbára tó ń yípadà pátápátá. A nílò bátìrì tó ń tú agbára jáde ju ìwọ̀n wa lọ.
Bii awọn batiri lithium-ion ṣe n ṣiṣẹ
Ọ̀nà ìṣiṣẹ́ àwọn bátírì lithium jọra sí àwọn bátírì kẹ́míkà AA tàbí AAA lásán. Wọ́n ní àwọn ebute anode àti kathode, àti electrolyte kan láàárín wọn. Láìdàbí àwọn bátírì lásán, ìṣesí ìtújáde nínú bátírì lithium-ion lè yípadà, nítorí náà a lè gba agbára padà léraléra.
A fi irin lithium phosphate ṣe katode (+ terminal), anode (-terminal) ni a fi graphite ṣe, àti graphite ni a fi erogba ṣe. Ina mọnamọna nikan ni sisan elekitironi. Awọn batiri wọnyi n ṣe ina mọnamọna nipa gbigbe awọn ioni lithium laarin anode ati katode.
Nígbà tí a bá gba agbára, àwọn ion náà yóò lọ sí anode, nígbà tí a bá sì tú wọn sílẹ̀, àwọn ion náà yóò sá lọ sí cathode.
Ìṣíkiri àwọn ion yìí ló ń fa ìṣíkiri àwọn elekitironi nínú àyíká náà, nítorí náà ìṣíkiri àwọn ion lithium àti ìṣíkiri àwọn elekitironi ní ìbáṣepọ̀.
Batiri silikoni anodu
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ilé iṣẹ́ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ ńlá bíi BMW ti ń náwó sí ìdàgbàsókè àwọn bátírì áínìdì sílíkọ́nì. Gẹ́gẹ́ bí bátírì áínìdì sílíkọ́nì lápapọ̀, àwọn bátírì wọ̀nyí ń lo áínìdì sílíkọ́nì, ṣùgbọ́n dípò áínìdì oní-èròjà carbon, wọ́n ń lo áínìdì sílíkọ́nì.
Gẹ́gẹ́ bí anode, silikoni sàn ju graphite lọ nítorí pé ó nílò àwọn átọ̀mù erogba mẹ́rin láti gba litiumu, àti átọ̀mù silikoni kan lè gba àwọn ion litiumu mẹ́rin. Èyí jẹ́ àtúnṣe pàtàkì … tí ó mú kí silikoni lágbára ní ìlọ́po mẹ́ta ju graphite lọ.
Síbẹ̀síbẹ̀, lílo lithium ṣì jẹ́ idà olójú méjì. Ohun èlò yìí ṣì gbowólórí, ṣùgbọ́n ó tún rọrùn láti gbé àwọn ohun èlò ìṣelọ́pọ́ sí àwọn sẹ́ẹ̀lì silicon. Tí bátìrì bá yàtọ̀ pátápátá, ilé iṣẹ́ náà yóò ní láti tún un ṣe pátápátá, èyí tí yóò mú kí ẹwà ìyípadà dín kù díẹ̀.
A máa ń ṣe àwọn anode silikoni nípa títọ́jú iyanrìn láti mú silicon jáde, ṣùgbọ́n ìṣòro tó tóbi jùlọ tí àwọn olùwádìí ń dojúkọ lọ́wọ́lọ́wọ́ ni pé àwọn anode silikoni máa ń wú nígbà tí a bá lò ó. Èyí lè mú kí bátírì náà máa bàjẹ́ kíákíá. Ó tún ṣòro láti mú àwọn anode jáde pọ̀ sí i.
Batiri Graphene
Graphene jẹ́ irú ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ carbon kan tí ó ń lo ohun èlò kan náà gẹ́gẹ́ bí pẹ́ńsù, ṣùgbọ́n ó máa ń ná àkókò púpọ̀ láti so graphite mọ́ àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ náà. Wọ́n gbóríyìn fún Graphene fún iṣẹ́ rẹ̀ tó dára jùlọ ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìgbà tí a bá ń lò ó, àwọn bátírì sì jẹ́ ọ̀kan lára wọn.
Àwọn ilé iṣẹ́ kan ń ṣiṣẹ́ lórí bátìrì graphene tí a lè gba agbára rẹ̀ ní ìṣẹ́jú díẹ̀, tí a sì lè tú jáde ní ìlọ́po mẹ́tàlélọ́gbọ̀n ju bátìrì lítíọ́mù-ion lọ. Èyí wúlò gan-an fún àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ iná mànàmáná.
Batiri foomu
Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn bátìrì ìbílẹ̀ jẹ́ onípele méjì. Wọ́n máa ń kó wọn jọ bí bátìrì lítíọ́mù tàbí wọ́n máa ń yí wọn padà bí bátìrì lítíọ́mù AA tàbí lítíọ́mù-ion.
Bátírì fọ́ọ̀mù jẹ́ èrò tuntun kan tó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣípo agbára iná mànàmáná ní ààyè 3D.
Ìṣètò onípele mẹ́ta yìí lè mú kí àkókò gbígbà agbára yára kí ó sì mú kí agbára pọ̀ sí i, àwọn ànímọ́ pàtàkì wọ̀nyí ni ti bátìrì náà. Ní ìfiwéra pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn bátìrì mìíràn, bátìrì fọ́ọ̀mù kò ní àwọn ohun èlò ìdènà omi tí ó léwu.
Àwọn bátírì foomu máa ń lo àwọn electrolytes tó lágbára dípò àwọn electrolytes olómi. Elektrolyte yìí kìí ṣe pé ó ń ṣe àwọn ion lithium nìkan, ó tún ń dáàbò bo àwọn ẹ̀rọ itanna mìíràn.
A fi bàbà tí a fi foomu ṣe anode tí ó ń gbé agbára batiri náà sókè, tí a sì fi ohun èlò tí ó ń ṣiṣẹ́ bò ó.
Lẹ́yìn náà, a ó lo electrolyte tó lágbára yí anode ká.
Níkẹyìn, a máa ń lo ohun tí a ń pè ní “pípẹ́ẹ̀tì rere” láti fi kún àwọn àlàfo tó wà nínú bátírì náà.
Batiri Aluminium Oxide
Àwọn bátírì wọ̀nyí ní ọ̀kan lára àwọn agbára tó pọ̀ jùlọ nínú bátírì èyíkéyìí. Agbára rẹ̀ lágbára ju bátírì lithium-ion tó wà lọ́wọ́lọ́wọ́ lọ, ó sì fúyẹ́ ju bátírì lithium-ion tó wà lọ́wọ́lọ́wọ́ lọ. Àwọn ènìyàn kan sọ pé àwọn bátírì wọ̀nyí lè pèsè kìlómítà 2,000 ti ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ iná mànàmáná. Kí ni èrò yìí? Fún ìtọ́kasí, ìwọ̀n ìrìnàjò Tesla tó pọ̀ jùlọ jẹ́ nǹkan bí kìlómítà 600.
Iṣoro pẹlu awọn batiri wọnyi ni pe wọn ko le gba agbara. Wọn n ṣe aluminiomu hydroxide ati tu agbara jade nipasẹ iṣiṣẹ ti aluminiomu ati atẹgun ninu electrolyte ti o da lori omi. Lilo awọn batiri nlo aluminiomu gẹgẹbi anode.
Batiri Sodium
Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ará Japan ń ṣiṣẹ́ lórí ṣíṣe àwọn bátìrì tí wọ́n ń lo sodium dípò lithium.
Èyí yóò jẹ́ ìdàrúdàpọ̀, nítorí pé ní ti ìmọ̀, àwọn bátírì sodium ní agbára tó pọ̀ ju bátírì lithium lọ ní ìlọ́po méje. Àǹfààní ńlá mìíràn ni pé sodium ni èròjà kẹfà tó ní ọrọ̀ jùlọ ní ilẹ̀ ayé, ní ìfiwéra pẹ̀lú lithium, èyí tó jẹ́ èròjà tó ṣọ̀wọ́n.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kejìlá-02-2019