EN
Quick Links
لە باتری کوردیۆن لیتیوم، ئانود لە ڕێگای دەستکاری و باسکردنی ژمارەیی سەرکەوتووە، بە شێوە ڕێکخراوەیی موادێکانی چونکەیەکانی ژمارەیی وەک گرافیت و سیلیکۆن بەکار هێناوە. گرافیت زۆر بەکاردێت بووە لەسەر ئانودی چونکەیەکان بەهۆی خاوەندیاری ئەلکترۆکیمیایییەکانی جیاواز و نرخی ئاسانییەکە. ساختنی پلەیەکانی گرافیت دەدات لەگەڵی یۆنەکانی لیتیوم بە شێوە ئاسان بەرگرتن و باسکردن، ئەوەی ڕێکخراوەی ئاسانی باتری دەبێتە ئەنجام بدات. سیلیکۆن، لەبەر ئەوەی ئەوە ئەو ڕێکخراوەیەی تەوریایی زۆر زیاترە لە گرافیت، بەڵام ئەوە دەستە خواردنەکانی ژمارەیی وەک گشتی دەنگدان لە دروستبووندا، کە دەتوانێت بەشێوەیەکی کەوتە لەسەر دەروونی باتری تێپەڕێکێک بکات. چالاکی ئەوە دەدات کە گزینی ئەو موادەیەکانی ئانود دەستە خواردنەکانی ئەفەکتی و دەروونی باتری بە شێوە زۆرێکی کەوتە بەدرێژەیی دەستکاری دەکات. بۆ نموونە، ڕێپۆرتێکی نوسراوە لە ناوەڕاستی Journal of Power Sources دەدات کە کۆتاییەکانی سیلیکۆنی ئاکسید لەسەر گرافیتی ئانود دەستکاری بەستەری بەردەوامی بەرزترێکی دەدات، کە ئەوەی ئەنجامی بەرزترێکی باتری دەبێتە ئەنجام بدات.
دەرکاری کاتۆد لە دێتی بەرگرتنی ئەنرژی و پایداری گرمایی بەترییەکانی لیتیوم-یون کەیفیتی هەیە. کاتۆدانەی سادە لەلایەن لیتیوم کابالت ئۆکساید (LCO) و لیتیوم فیرۆسفات (LFP) دەبێتە تایبەت. LCO لە دانەیەکی بەرزەی ئەنرژی دەشێت، بەڵام لەو کاتەی گرماکان زیاتر دەکاتەوە، بەهایەکی ناپایداری گرمایی دەردەکات. بەپێیەوە، LFP ڕێکخراوەکانی باش و پایداری گرمایییەکانی باشتر لەسەر دەرکات، بەڵام دانەی ئەنرژییەکەی خوارترە. بەپێی گزارشەکانی صنعتی بەتری، کۆمپۆزیتەکانی NMC (Nikel Manganez Kobalt) لەسەر ئەو مەرجەیەدا دەستی خۆیان بەرز دەکەن لەبەر ئەو تەواویەی کە لەبارەکەی ئەندازە و ئەمنبوونەکانیان هەیە. ڕێگاییەکی تازەیەکی صنعتی ئەوە دەرکرد کە موادەکانی NMC بیشتر لە ٣٠٪ی بازاری جیهانی دەبینێت، کە ئەوە نشاندەدێت کە ڕەقەمەکانی بەتری بە گشتی پایداری گرمایییەکانی باشتر دەست پێ بکەن.
ئلکترولیتەکان لە باتریەکانی لیتیوم-یۆن دەوڵەتێکارەکانی تراستنای یۆنەکان بیناوا و کاتۆدەکان هەیە، کە ئەمە بەرەوستەکەیە لەسەر کارکرد بوونی جیاوازی باتریەکان. لە سەرەتایی، ئەلکترولیتەکانی شوێنی دەرەکی هەموو بەهایەکی زۆرتر لە ڕێگەی کارکردی یۆنەکانیان دەبێت. پاراستنی ئەمنبوونەکان لەسەر لەشەکەیان و خواردنەوەیان دەست نێوەستێکانی ژمارەیەکی بزرگە لەسەر ئەلکترولیتەکانی باڵە دەست پێدا کردووە. ئەلکترولیتەکانی باڵە ئەمنبوونەکانی زیاتری دەگرن و نەخواردنەوەکان، ئەوەی ریسکەکانی هەڵگرتنەوەی باتریەکانی پەیکارکراو بەرز دەکات. دەستپێکەکان لەسەر فورمالیزێکردنی ئەلکترولیتەکان، لەمانەیەکی چاپکراوەکانیشەوە کەواتە Electrochimica Acta، بۆ کارکردی زیاتری یۆنەکان و استەبیلیت، ئەوەی ئەمنبوونەکانی زیاتر و کارکردی باتریەکان لەسەر ئەوەڵاتەکانی داهاتوو دەنگ دەکات.
دەورەکان لە ڕێگەی کۆرتنەوەی شاردنەروونی لە سەلەکانی باتریەی لیتیوم-ئایۆن دەرپێکرد، لەسەر ئەوەی بارێکی ژمارەیی بینا بەرەوەستەکەیەکان و کاتەدەکەیەکان بنێنە، هەتاوا لەگەڵ ئەوەی تراوانەی ئایۆن بەرچووە. نووسینگەیەکان لە ڕێکخستنی دەورەکان بەرەوەی بەرزكردنەوەی هەموو ئەنجام و ئەمنیەت دەرپێکردووە. مادەیەکانی پێشکەوتووەکانی جیاوازی وەک دەورەکانی لەسەر سەرامیک کەسکردووە، ئەوەیە لەسەر ئاستێکی تەرمیکی بەهێزتر دەبێت، ئەوەیە کە خەماوەیەکی بەرەوەستەکەیەکان لە سەرەکی چالاکی زۆر بەکاربڕووە. زانیاری لە بابەتی ژورنالی Science of Membrane ئەوەیە کە ئەم دەورەکانە لەسەر کاریگەریەکی زۆر بەرەوەی کەمکردنی ڕێکخستنی دراوی سەرەوەیی دەبێت، ئەمەیە کە بەردەوامی بەشداری و ئەمنیەتی باتریەیەکان بەرەوە دەکات. داتایەکی لە سەرچاوەکانی باشەکانی زانیاری دواتر هەمانەیە لەسەر ئەوەیە کە ئەم دەورەکانە لەسەر بەردەوامی و باشتر بوونی باتریەی لیتیوم-ئایۆن دەرپێکردووە.
دەریابوونی ڕێکخستنی هەژمارەکانی سەری و پارالێل لەسەر خاڵەکانی سەلماندنی ئەنجامەکانی باکەی باتری ھەیە. لە کۆنفیگوراسیۆنی سەریدا، خاڵەکان لە شوێنی تەواو دەبەستێت، ڕێگایەکی ھەیە کە ولتاژی دەرچوونەوەیی بەرەو شوێنی یەکساندا دەبڕێت. ئەم کۆنفیگوراسیۆنە بەپێی کاربردەکانی تەماشایەتی ولتاژی زۆر، لە مانگەی کەوتە و نیشتمانەکانی ژیری خۆرشاردا بەکاردێت. بە پێراو، کۆنفیگوراسیۆنی پارالێل ولتاژی یەک خاڵە دەگیرێت بەڵام ئەنجامەکەی گشتی دەکرێت، لەبەر ئەوەی ئەوە بۆ کاربردەکانی ژیری خۆرشاری تەواوی کە بێتەنی دەستپێکردن لەسەر شاردنەوەییان بەکاردێت.
ئەوە لەسەر ئەوەی کەسێک بینایەتی دەکات، ڕێگەکانی سەریەل وەک ناوچەکانی زیاتری لە ڕێکەوتی جادووەڵات دەبێت، کە دەستێنێ لەگەڵ هەندێک ماشینەکان (ولتاژ) بۆ ڕوودانی هاوبەش، لەماوەی ئەوەی ڕێگەکانی پارالێل وەک گشتیکردنی ڕێگەکە دەبێت، کە دەتوانێت ماشینەکانی زۆر گەورەتر (کەیمەناب) بەردەست بکات. مثلا، بەشی ئۆتۆموبایل ڕوونکردنەوەی ڕێگەکانی سەریەل دەبێت بۆ بەکارهێنانی گرێزی ولتاژی گەورەیەکی لازەم بۆ تەواوکردنی ڕێکەوتی ماشینەکانی بەجلوویەlectric، لەماوەی ئەوەی ڕێگەکانی پارالێل لە سیستەمەکانی بەتەری سولار بەکارهێنراون لەبەر ئەوەی ئەوە دەبێت کەیمەناب بەرزتر بخستێت و پشتیوانی ئەنجامدانەوەی ئەنرژییەکانی باسەرچوون بکات.
دیاریکردنی گرتەوە لە ڕێکخستنی ئەنجامدانەوەی باتری و دڵنیای ئەمنبوونەوە کەیفیت دەکات. لەو کاتەی باتریان پشیان و بازپرسیان، گرتەیەکی ژمارە دەکەن کە ئەگەر ناسازبێت، ئەنجامدانەوەیان دەبێتە چاودێرێکەوە یان هەروەها خطرەکانی ئەمنبوونەوە تێبدەکات. ڕێکخستنەکانی گرتەوە لە سەرەتا لەسەر کۆنترولکردنی دەرجةی گرتە لەلایەن باتریەکەدا بە شێوەی گونجی ئەنجام دەدەن. ڕێکخستنەکانی گرتەوەی نەخۆشەوە لە کاربردنی مادەیەکانی پاشیانی یان جووتەکانی گرتەوەی زیاتر بەکار هێناون، لەماوەیەکدا سیستەمەکانی گرتەوەی ئەکتیو کۆمپۆنەنتەکانی چۆنیەتەوە بەکار هێناون لەگەڵ فانەکان یان ڕێزەکانی گشتەیەکی بۆ پشکردنی گرتە بە شێوەی زیاتر.
Pêşnîgarîên teknolozî yên bi tîb serî dîtirêvekirin di rûpelkirina termîk de, evî guherîn ên wekhevîn di senaryoyên binivîs de. Li şînorî, ve hatiye navandkirinê pêwîstiyên sîstemên sermaweyên nû ji bo kêmendanên baterî yên arastiyên elektrîkî, ku ew dema saf hêne li herî hilberî de û bi parêz kirina vêneyên termîkê dest pê kiriyê ji bo zêdekirina jîyarî. Pavekanên endûstrî daneyên dike ku van rûpelên di sazkirinê de li pêwîstiyên baterîên encamê yên bilind ên wekhevîn bibin, tenê ew tiştên bi jîyarî rehatîn di karûbarê wê derbasdar de.
Sîsteman bêrkirina baterî (BMS) rolê jîar di aliyê veşartoyê û pêkandinê baterîyan de nehatine wekî ku hewl dane yên voltaj û nîrûyekirina herdem bibîne. Ev sîsteman dibehevandinên ên ku destpêkirina nîrûyekirinê û têketina voltajê bi tevahî bin, ku van derbasên din bihêzîna amarên baterîyan de ye. BMS her wêne şertnameyek ji bo nîrûyekirina û voltajê vebijarkirin da ku protokolên aliyê aktîf bikin çiwan ku van serîtiyan têkej bike, rishteya têketina baterî ya an kêmkerdanê bêne. Li rastî, serbestî 60°C ji bo destpêk kirina wergerên liyîn-bîr a baterîyan dikare were taybetî. Li ser navgînan, monitiringa BMS-ê bi serfirazî 30% li ser ji bo zindî û aliyê baterî re hatine giravkirin. Ji bo qeydkirina kontrolê rastî ya voltaj û nîrûyekirinê, BMS taybetina raheya baterîyan energiya rojiya di navbera baterî de.
BMS di navbera herêmî de li ser barandina tenê pelan yên bateria yên hurmataya derbasî ye, bi zêdekirina ciklan ên dixwe û rûpelkirinê. Bi hêmîşandinê ya enerjî di navbera pargên enerjî ya hurmatê de, BMS dikare bişkoja herêmî ya storîkê ya pirsgirêya enerjî ya hurmata ya bi dest pê kirîne. Piştî datayek daneyê, BMS-ek sereke dikare herêmî ya storîkê ya energî ya hurmata bi dest pê kirîne li ser 15%. Ev optimizasyon niha ne nav berfirehî ya pergalê ve hatine çêkirin, wan têketin diyar bikeyên bateria. Li konteksta energî ya hurmata ji bo malê û serbestiya bi meciya girêdan, BMS-ek sereke dikare vebijarkirina binivîsên bateria û performansa nehatiyan ser salan dest pê kirîne, tenê pirsgirêya energî ya hurmata ya bi dest pê kirîne.
کیمیای باتریەکان ڕۆلێکی گوێزر دروست دەکات لە سەرکەوتنیان، زۆرتر لە کاربەردنەکانی ئەنرژییەکانی خورشیددا. لەبەر ئەوەی باتریەکانی استاندارد لیتیوم-ئایۆن ڕۆیاکەی لیتیوم کابالت ئۆکسید یان لیتیوم مانگنز ئۆکسید دەبێت، بەستەکانی باتریەکانی خورشید زۆر واقت لە لیتیوم فەرەز فسفات (LiFePO4) بەکار هێنن لەسەر ئەوەی ئەمنییەکانی سەبارەت بە ئەمنی و باسەکردنەوەی زۆرتر بن. ئەم وەڵامێکی کیمیایی دەدات باتریەکانی خورشید بەرەو بەشێکی تر لە باتریەکانی لیتیوم-ئایۆنی سادە بتوانن باسەکردنەوەی زیاتری پێکەوە بەرێت. لە نموونەیەکدا، پیرۆزی دەردەکات کە لیتیوم فەرەز فسفات چرکی زیاتری باسەکردنەوە و ئاستێکی گرتەوەیی زیاتری دەدات، کە لەسەر ئەوەی ڕووبەری ئەنرژییەکانی خورشیدیان پێویستە بە باسەکردنەوەی زۆرتر لە ڕۆژاندا. ئەمە بە سەرکەوتنی زیاتر و باسەکردنەوەی زیاتری دەدات، کە لیتیوم فەرەز فسفات بەهایەکی سەرەتایی بۆ بەکارهێنانی ئەنرژییەکانی خورشید لەسەر مالپێدانەوەی گەڕاندا.
لە دیزاینکردنی باکی پێکهاتوون لە بۆشاییی سولاری، چندین فاکتۆر لازمە لەسەر ئەوەی ڕووبەری کردنەوەیان پێشاندە هێنا. فاکتۆرە کلیدی گرینگتر لەلایەن جیانی چرکەکان، شوێنی چارکردن و نرخی دەستکردان، هەموویان لەسەر ئاساییی و تەواویی باکی پێکهاتووی سولاری پێداچێت. بۆ ئەوەی ڕێکی خۆشەکەی هەڵبژێرێت، ئەم تەکنۆلۆجیە لەسەر گۆڕانکاریەکانی زیاد لە دامەزراوی ئەنرژی کار دەکات و هەروەها ئەنرژییەکە تەواو دەدارێت. مثلاً، باکی Powerwallی Tesla بە سەرکەوتوویەکی سیستەمی گەشتیاری گەورەی ئەنرژیی سولار بووە، بە ئاسایییەکی زۆر زۆر و جیانی چرکەیەکی درێژ. ئەوە کاریگەرە بۆ گوارکردنی ئەنرژیی سولاری ڕاستەقین و دەستکردانی ئەوە کە لە کاتێکی لازم دەبێت، بە هەوڵێکی ئەوەی بەکاردێنەری ئەنرژی لە گەشتیارەکان بەبێرێت. لە دیزاینکردنی ئەمەوە لەسەر ئەمەلی ئەوەی ڕووبەری کردنەوەی و تەواویی باکی پێکهاتوون بۆ گەپێدانی ئەنرژیی سولار بەبێرێت.
Nûvekirinên anod sîlîkong tevdelkirina pargêzanî yên baterî yên di navbera grafîtê de wekhevîn ên ciddîjan. Sîlîkong destpêk li ser herêm kêm 10 her dem lîthanîyon hilanîn dikare, ku vê bişuîna enerjî ya jorînê ya baterîyan parêz dibe. Sîsteman ên megastokar elektronîk û araba elektrîk di piravdaneyê de navandiyê technologiya anod sîlîkong ve hatine çêkirin, tenê têkeftinê ji bo zindî tiştê baterî û performansa başer. Li rastî rêbora Journal of Power Sources, ev nûvekirinên wan derbas kirina 40% li kapasîteyê dike, ku wê ew wêne ye ku ji bo karvanên bi energîya girîng re nehatine hilbijartin. Ev tevdelkirinê di nav berxê teknologî de niha navandiyê sîsteman ên bi dersa energîya girîng re nehatine hilbijartin, û heman veguheztinê di navandiyê paketên baterî yên solaryan de, ku di nav yekemînê de energîa rojînê bar bikeji bo xweya herêm û karvanên din.
ئلکترولیتەکانی سەرەتایی ڕوونکراوێکی گشتی دەنگی هەیە لەسەر ئلکترولیتەکانی ژوورەکی، بەهۆی کە زیاتر ئامانج و کارەکی دەدەن لە تەکنۆلۆژییەکانی باتریی نوێ. پاشی ئەوەی ئەوانەوەی ژوورەکی نین، ئلکترولیتەکانی سەرەتایی دەستە خواردنەوەیەکانی ژوورەکی بەردەوام دەکەن و کەمتر لە ڕێگەی دەرکردنەوەی گرتەوەی گرمایی یان دەرکردنەوەی گرتەوەی گرمایی دەبێت، بۆیە ئەوە ڕێگەیەکی ئامانجتر بۆ کارکردنەوەیە. ئەم شێوازە نوێی ئەمە بەپێی باترییەکانی تەکنۆلۆژییەکە دەگۆڕێت لەسەر کەمکردن لە سەرچاوەکانی ژوورەکی ڕادە، بەپێی ئەوەی ڕێگەیەکی پایدار و زۆر سەرباز بۆ باترییەکان دەدات. سەرچاوەکانی چاپکراو لە جۆرنالی Materials Chemistry A دەنماین کە باترییەکانی سەرەتایی زیاتر دوام و پایداری گرمایی دەداشتن، بەشێکی گشتی بۆ ئەلکترونیکەکانی کاربەر و کەماڵەکانی بەکارهێنەرە نەگەرانە. لەبەر ئەوەی ئەم باتریەکان دەتوانن گرمانەکانی زۆرتر و چارەسەرەکانی فرەگرتنەوەی زۆرتر بەردەوام بن، ئەوانەوەی ڕوونکراوێکی گشتی دەبن لە سەلماندنی چارەسەرەکانی باتریی نەخۆشەکانی دواتر، گریمانەوە لەسەر سیستەمەکانی گەشتەکانی ڕێکخراوی ڕۆشانی خانەکان کە بە تەکنۆلۆژییەکانی لیتیوم-یۆنی پێشکەش دەکەن.