EN
Quick Links
کاتۆد لە ناو بەتەرییەکی لیتیۆمییۆنی دەکاتە کارەکانی سەرەکییەکان دەکات لە ماوەی چارج و دیسچارج کردن، زۆرجار لە ماددەکانی وەک گرافیت یان سیلیکۆن دروست دەکرێتەوە. گرافیت هەتا ئێستا ماددەی سەرەکی بۆ زۆرینەی کاتۆدەکان دەمێنێتەوە چونکە بە باشی کار لێدەکات و ناچێت زۆر پارە. ئەوەی گرافیتی تایبەتمەند دەکات ئەوەیە کە ساختەی لاکانەی هەیە کە دەبەزێتەوە لە ماوەی یۆنەکانی لیتیۆم بێ ئەزموونی زۆر، بەمەش بەتەریەکە بە باشی کار دەکات. سیلیکۆن ڕێگەیەکی زۆر باڵا هەیە بۆ پاکردنەوەی زۆرترین ئەنێرژی لە گرافیت، بەڵام تەنیا یەکێک هەیە. کاتێک سیلیکۆن لە ماوەی چارج کردن دەچێت، زۆر تووشی گەورەبوون دەبێت، و ئەم گەورەبوونە دەکرێت عمری بەتەریەکە کورت بکاتەوە. زانایان چەندین ساڵە دەستیان گەیشتووە بەم کێشەیە. کاری داھاتوو نیشان دەدات کە کۆتینگی سیلیکۆن ئۆکساید کردن لەسەر کاتۆدە گرافیتییەکان یارمەتی دەدات تا دوای چارجێکی زۆرتر بمانێنێتەوە، کەواتە بەرەوپەری باشتر لە ماوەی سیستەمی بەتەریەکە دەبێتەوە.
جۆری ماددەی کاتۆدی کە بەکار دێت، ڕۆڵێکی سەرەکی دەبینێت لە داڕشتنی ئەوەی چەند ئەنرژییەک باتەری لیتیۆم-یۆن دەتوانێت بەرگە بکات و چۆن گەرمی دەگرتەوە. دوو بژاردەی سەرەکی لە بازاڕدا ئێستا لیتیۆم کۆبالت ئۆکساید (LCO) و لیتیۆم ئایرون فۆسفیت (LFP) ن. هەرچەندە LCO ئەنرژی زۆرتر بەرگە دەکات بەڵام لە گەرمی زیاددا کێشەی هەیە و ئاسایشی کەمترێکی هەیە. بەڵام LFP ئاسایشترە و گەرمی بە باشی دەگرتەوە، هەرچەندە چەند ئەنرژی ناگرێتەوە. ئێستا زۆربەی کۆمپانیاکان باتەریەکانیان بە NMC دەرواند کە نیکل، مانگانێز و کۆبالت دەگرێتەوە. ئەم ماددانە دەتوانن بەهێزی و ئاسایشی بەهێز بکەنەوە. ژمارەیەک لە باتەریەکانی جیهان (نیوەیەکی گشتی) ئێستا تێکەڵی NMC یان هەیە، کۆمپانیاکان زیاتر بەرەو پێشکەوتنی کارایی و گەرمی باشتر دەڕۆن.
ئەلێكترۆلایتەکانی ناو باتەریەکانی لیتیۆم-یۆن بە شێوەیەکی بنەڕەتی وەک هێڵی سەیاری دەکارێن کە یۆنان بینەوە دەگەڕێنەوە لە نێوان ماددە کاتۆد و ئانۆد، شتێکی زۆر گرینگ بۆ کارایی باشی باتەری. زۆرترین مێژووی ئەم باتەریانە بە کارهێنەری ئەلێکترۆلایتە شلەکان دەبێت چونکە دەیانخەرێت یۆنان بە باشی. بەڵام لە کاتی داهاتوودا هەڵوەشان لە بارەی ئاسایشییەکەی زیاد بووە، لەوانە زۆرترین حەوادیسەکان کە بە درێژەبوونەوەی باتەریەکان و تا داڕوشتنیش دەگرێن، لەبەر ئەوە هۆکاری بەدواداچوون بۆ پێشکەوتنی داڕێژەکانی شێوەی تری جامەگرتووەکان دەبێت. ئەلێکترۆلایتە جامەگرتووەکان ئاسایشی باشتری پێشکەش دەکەن چونکە بە ئاسانی دا ناکەونەوە، کە دەبێتە هۆی کەمکردنەوەی ئەو ئاگرە فشارییانەی کە لە هەماهەنگییەکان دەبینین. کارە تازەکان کە لە وێژەنامەکانی وەک ئێلێکترۆچیمیکا ئەکتا دەبێت دەربارەی پێشکەوتنی زانایان لە زیادکردنی هەردوو توانای هەڵگرتنی یۆنان و داڕێژی گشتییەکەیان دەر دەبڕن. ئەگەر سەرکەوتووبوو، ئەمە دەکرێت بە واتای ئاسایشی زۆرتر لەسەر هەموو جۆرە ئامێرەکانی وەک تەلەفۆنەکانی زیرەک و ئۆتۆمبیلە ئەلێکتریکییانە بێت لە ساڵانی داهاتوودا.
دەرچوونەکانی ناو بەتەریەکانی لیتیۆم-ئایۆن ڕۆڵێکی گرینگ دەبینن لە داواکردنی دوورکەوتنەکان بە دروستکردنی بەرکەوتوویەکی نێوان ئانۆد و کاتۆد لە کاتێکدا هێشتا دەستوری دەدات بۆ ئایۆنەکان بۆ ئەوەی بەردەوام بن. لە ماوەی ساڵانی داهاتوودا، زۆربەی نوێگەرییەکان لە ئەوە هدف دەکرد کە ئەم دەرچوونانە باشتر کار بکەن و ئاسایشتریش بن. موادەکان وەک ئۆپسیۆنەکانی پوشاکی سێرامیکی چەندەها بەهێزترین گەرمی دەگرێنەوە، کە ئەوەش واتە کەمتر لە کار دەکەن کاتێک گەرمی زیاد دەبێت. لەگەڵ ئەوەی لە بەرهەمەکانی دەرکەوتووە لە زانکۆی مەمبران ساینس، ئەم دەرچوونە پێشکەوتووە دەریلێن دەکەن لە ناوچەی داخەڵی بەتەریەکە. ئەمەش لەگەڵ ئاسایشی کارکردنەوە دەبێتە هۆی ئەوەی کە بەتەریەکە لە کۆڵەوە بە ئاسانی کاربکات. چەندین لێدوانی زانستی ئەمە تەکید دەکەن و نیشان دەدەن چۆن ئەوە گرینگە کە چۆن دیزاینێکی باش بۆ دەرچوونەکان بکرێت بۆ ئەوەی ژیانی ماوەی دەرهێنەرەکانی لیتیۆم-ئایۆن زۆرتر بێت.
د فێر بوونی چۆنیەتی کارکردنی سێری و هەڵگیراوی سەلولەکان هەموو شتێک دەگۆڕێت کاتێک دەتەوێت لە باطریەکان زۆرترین کاری بکەیت. کاتێک سەلولەکان لە سێری پەیوەندی دەکرێن، یەک لەدوای یەک دەچن کە دەرچوونی فۆلتجە زیاد دەکات بەبێ گۆڕانی لە کۆی گ capacityەری. ئەم ترتیبە باشترین کار لەوێ دەکات کاتێک فۆلتجەی زۆر نیازە، وەک ئۆتۆمبێلە کارباییەکان یان هەندێک لە سیستەمەکانی پانەلی خۆر. لە کۆڵانەوە، پەیوەندییە سەرەکییەکان فۆلتجە دەگۆڕن بە هەمان شێوەیە کە یەک سەلول دەدات بەڵام کۆی گ capacityەری زیاد دەکات. ئەمەش یانی باشترین بۆ شتەکان وەک سیستەمەکانی پاراستنی خۆر کە پێویستە دوای چاککردنەوە درێژتر بەردەوام بێت. هەڵبژاردنەکە بە خاڵی خاڵی کاروەکە دەبێت.
وەکو تاسۆکانی سەریزۆر بیر لە زیادکردنی ڕێگەکان لە سەر ڕێگەی زۆرگەییەکە بکە کە بۆ ئەوەی گەمارۆی زۆرتر (یان ڤۆڵتاژ) لە یەک جارێکی دا بگەڕێت. بەڵام ڕێکخراوەکانی سەریزۆر جیاواز کار دەکەن چونکە ئەوان گەورەکردنی ڕێگەیەکی دیاری کردووە بۆ ئەوەی شەمەندەفەرە گەورەکان (کە گنجایشی زیادکراو نیشان دەدات) دەگرێت. بۆ نموونە بیر لە ئۆتۆمبیلەکان بکە زۆربەی کارخانە سازەکانی ئەڵیکتریکی سەریزۆر وایەرینگ دەبەستن چونکە مۆتۆرە ئەڵیکتریکیەکان پشتبەستنەوەی ڤۆڵتاژی زۆرتر دەکەن تا دەست بە کارکردن بکەن. بەڵام کاتێک سەبارەت بە چارەسەرەکانی خەزنکردنی قووەتی خۆر دەبینرێت کۆمپانیاکان زۆرتر ڕێکخراوەکانی سەریزۆر دەبەستن چونکە ئەو ڕێکخراوە جەختیان لە کۆمەڵ گنجایشی زۆرتر دەکەوێت کە ئەوەش ڕاستەقینە دەبێت ئەگەر هەوڵمان هەبێت سیستەمەکانی قووەتی دووبارەبەستنەوەمان بەڕاستی قووەتی لە ماوەی ڕۆژە کۆچکانەکانی خولی دا خەزن بکەن.
گەورەیی دووگمە دووگمەیەکی باش و پاکەیی بەرگی بەرگەکان زۆر گرنگە. کاتێک بەرگەکان دەچنە ناو چارەنووسەکانی دەستوور و دەرکردن، زۆرجار دەگەن گەرمیانەوە. ئەگەر هەڵوەشێنرێت، ئەم گەرمیە دەبێتە هۆی کەمبوونی کارایی بەرگەکە لە ماوەی کات و دەکرێت هەتا هەڵچوونی خەطرناکیش داڕێژێت. بۆیە مامۆستاکان سیستەمە خەیاڵییەکانیان دیزاین دەکەن تا ساردیمان لە ناو ئەو بەرگە سەرەکانەدا. دوو ڕێگە بەڵام هەیە بۆ ساردکردنیان. ڕێگەی سەرەوەییەکان بەرامبەر بە کارهێنەرە باشەکان یان ڕێگەی گەرمی بەهێزتر کە لە خۆی دیزاینەکەدا داواکراون. ساردکردنی ئەکتیو دەگەڕێتەوە بە پۆشەکانی زیادکردنی وردەکان لە گرووپەکەدا وەکوو بەنەماڵەیەک کە بادیان دەگرێتە سەر سێلەکان یان سیستەمەکانی گەردەی شلەکە کە بە ئەکتیوی گەرمی دەکڕنەوە لە ناوچە حەساسەکان کە دەکرێت هەڵچوونی هەڵبگرێت.
پێشکەوتنە تەکنولۆژییەکانی داهاتوو کارایی چارەسەرە گەرمییەکان زۆرتر کردووە و دەتوانین ببینین چۆن لەسەر ئەرکەکانیان باشتر کار دەکەن. بۆ نمونە ئێلێکتریکییەکان - ئێستا زۆربەیان هاوپۆل سیستەمی ساردکردنی پێچراوەکانیان هەیە کە لە ناو خانەکانیاندا داپۆشراوە. ئەم سیستەمە دەبەزێت کارەکان بە ئاسانی دەستێت بەرەوپێش بچنەوە هەر کاتێک گەرمی گۆڕانکاری دەکات کە ئەمەش یارمەتی دەدات خانەکان زۆر بەرگە بەرەوپێش بچنەوە بەپێی گۆڕانەکانی گەرمی و لەبەر ئەوەش دەبەزێت لە هەڵوەشانەوەی گەرمییە خە dangerousەڵەکان دا. لەبەر ئەو چەندین لێکۆڵینەوە و تاقیکردنەوەکانی داهاتوو، ئەم جۆرە تەکنۆلۆژیایەی ساردکردنەوە بەڕاستی یارمەتی دەدات بەرگەکان بەرەوپێش بچنەوە. خانەکان هەمیشە پارێزراو دەمانەوێت و لە کۆمەڵەی ژیانیاندا کارەکانیان دەکەن بەبێ ئەوەی گەرەبوویەکانی ناگۆڕاو یان کەمبوونی قازانچییەکان بەدی بێت.
سیستمەکانی بەرهەمهێنانی بەتەری یان BMS بۆ ئاسانکردنەوە و چالاکی باشی بەتەریەکان زۆر گرنگن چونکە دایمی کاریگەری لەسەر شێوەکانی وولت و گەرمی بەتەریەکان دەکەن. بێ ئەو مۆنیتۆرینگە باشانە، کێشەکانی لەبارەوەگەرمبوون یان دەرکەوتنی وولتە زۆرەکان دەتوانن ڕووبدەن کە هیچ کەس نازانی لەگەڵ بەتەریەکاندا. زۆربەی سیستمەکانی BMS هەڵبژاردنە ئاگادارکەرەوەییان هەیە بۆ خوێندنەوەکانی گەرمی و وولت. کاتێک ئەم ژمارەیانە دەگەنە سەر سوودواری نۆرماڵ، سیستەمەکە ئەو توێکارییانەی دەکات کە دەست دەکەوێتە کێشە یان هەڵوەشانە هەڵدەگرێت. بەتەریەکانی لیتیۆم-ئایۆنی بۆ نموونە زۆر بەرهەمھێنەرەکان دەربارەی میکانیزمە ساردکەرەکان دەچێنن کە دەست بەکار دەکەن کاتێک گەرمی دەگاتە ٦٠ پلەی سەنتیگراد. لە ئەنجومەنێکی داھاتوو لە زانکۆی کالیفۆرنیا دەرکەوت کە مۆنیتۆرینگی باشی BMS لەڕاستیدا جیانی بەتەریەکان دەگەیەنێتە سەر ٣٠٪ لەکاتێکدا ئاسانییان دەکات. کۆنتڕۆڵکردنی ئەم پارامەترانەی سەرەکی دەبەتەریەکانی خۆرەوە بەردەوامتر و چالاکتر دەکات کە زۆر گرنگە بۆ بەکارهێنان لەسەر چەمی ڕاکێشانەکان.
سیستەمەکانی بەڕێوەبردنی بەتەری (BMS) ڕۆڵێکی سەرەکی دەگێڕن لە پاراستنی هەموو ئەو گەردونانەی داگیری بەتەری خۆرەکان بە یەکەوە کار لەو ڕێگەوە دەکەن کە کۆنتڕۆلی باشتری لەسەر کاتی داخستن و دووبارە بارکردنیان هەبێت. کاتێک ئاوێتەکان بە یەکسانی لەسەر بەستەکە دابەش دەکرێت، ئەم سیستەمانە زۆر جیاوازی دەبەخشن لەوەی کە چەندە لە ڕووی کارامایییەوە دەتوانرێت چەندەیەک لە هەواڵە خۆرەکان بەردەوام بکرێت. هەندێک لە مامۆستا دەڵێن کە ڕێکخستنێکی باشی BMS دەتوانێت کارامایییەکانی بەردەوامکردن بە نزیکەیی ١٥% زیاد بکات. ئەمەش بۆ ئاستی بەکارهێنانی ڕاستەقینە دوو توانا دەگەڕێتەوە: باشتر بوونی کارکردنی سیستەمەکە و زۆر بەردەوامتر بوونی بەتەرییەکان. هەر کەسێک کە پانەلە خۆرەکانی لە ماڵەوە دا نصب دەکات یان ئەوەندەیەکی گەورەتر دەکات، داواکاری دا نصبکردنی BMSێکی باش دەکاتەوە. بێ ئەوە، خەڵک دەبێتەوە بەتەرییەکانیان بە زۆری دەگۆڕن بەڵام لەوەی کە چەند ساڵێک کاریگەرییەکانی سیستەمە خۆرەکانیان بەردەوام بکەن.
کیمیای باتری لە باش کارکردنیاندا زۆر گرینگە، بەتایبەتی لە کاربەکەوتن لەگەڵ سیستەمەکانی هەڵگرتنی خۆرەوە. زۆربەی باتریەکانی لیتیۆم یۆنی ناوخۆییان یان لیتیۆم کۆبالت ئۆکساید یان لیتیۆم مەنگانێز ئۆکسایدیان تێدایە. بەڵام بستە باتریەکانی تایبەت بە خۆر لەگەڵ شتێک دەکەونەوە بە ناوی لیتیۆم ئایرۆن فۆسفات (LiFePO4) چونکە ئەم ماددەیە تێچوونی بەهەڵگرتنێکی باشتر و درێژەی خەیانەتی زۆرتر دەبەزێنێتەوە. جیاوازی لە کیمیایی کردنەوە دەبێت ئەم باتریانەی خۆر بتوانن چەندین چارەنوێکی بارکردن و داکردن بەردەوامتر لەوەی لە باتریەکانی لیتیۆم یۆنی سادە دەبینرێت. لێکۆڵینەوەکان نیشان دەدەن کە LiFePO4 لەڕاستیدا ژیانی چارەنوێکی درێژتر و هەروەها توانای بەرگری لە گەرمی باشتر دەبەخشرێت کە شتێکی زۆر گرینگە بۆ سیستەمەکانی هەڵگرتنی خۆر چونکە پێویستە بەردەوام لە کاتی رۆژدا چارەنوێکیان هەبێت. هەموو ئەمەش لە کۆکردنەوە دەبێتە هەڵکۆڵکردنی کارکردن لەگەڵ خەیانەتی درێژتر، بۆیە باشترە چۆنکە زۆرێک لە خانەدارانەکان کە دەیانەوێت سیستەمی خۆریان بەکاربێنن لە تەکنۆلۆژیای LiFePO4 بۆ ئامێرەکانی خانووبەرەوەیاندا بەکاری دەهێنن.
کاتێک هەڵدەستەوە بۆ دروستکردنی بەستەری بەتەری بۆ سیستەمە کەرەستەییەکان، زۆر شت هەیە کە گرنگیی لەبەر دەهێنێت کە ئەگەر دەمانەوێت لە درێژەی ماوە کارا بێنێت. ئەوەندە شتە گرنگەکان کە خەڵک دەیبینێت بریتیە لە ژمارەی دانەوە و داکەوتنەکانی بەتەری پێش ئەوەی لەبەرچاو بێت، خێرایی دانەوەکە چاندە، و ئەوەندە توانایە دەری دەهێنێت لە کاتی کارکردن. هەموو ئەم شتانە دەبنە هۆی ئەوەی هەر ئاسانی و هەر دوامەوە بەتەریەکە لە کارکردندا چۆن دەبێت. بەتەریە خۆرگەرەکان دەبێت بەتەنیا گۆڕانکاری نیازەکانی توانا لە ماڵەکان بە بەهێزی بپەرێنن بێ ئەوەی کاراییەکەیان لەناو بچێت. نمونەیەک بۆ نموونە، پۆورتۆالی تێسلا، ئەم بەرهەمە هەڵبژێرەکانە لە میانی بەرهەمەکانی خانووییەکاندا گەشەی دەکات بۆ داواکارانی توانایی گەورە. ئەمە ڕووناکی زیادی لە کاتی رۆژدا دەهەڵدەستەوە و دەگەڕێتەوە بۆ ماڵەکە کاتێک نرخی کارەبایەکان زیاد دەبێت یان دەستەبەرکردن لە تۆڕەکە مەدەنیەتە. دیارکردنی کاربەکە لە ژیانی راستەقینەدا ئەم شێوە دەیهێنێت کە چۆن هەڵبژاردنەکانی ڕەخنەگرتنی دیزاین بەهێزی دەبنە هۆی گەشەپێدانی ژیانی بەتەری و باشکردنی کارایی کلیلی سیستەمەکان بۆ دروستکردنی سیستەمە خۆرگەرەکان لە ماڵەکان.
دنیای بەتەریەکان دەیگەڕێتەوە بەهۆی پێشکەوتنە نوێیەکان لە ئانۆدە سیلیکۆنییەکان. ئەمانە گەمارۆیەکی زۆرتر لە ئانۆدە گرافیتییەکانی داوا دەکەن. سیلیکۆن توانای هەڵگرتنی تەنها دەی جار لیتیۆم یۆن لە گرافیت دەکات، کەواتە دەتوانرێت بەتەریەکان زیاتر بەرگەری لەسەر بکەن. دامەزرێنەرانی گەدجێتەکان و کۆمپانیاکانی ئۆتۆمبیلە بەرکەوتییەکان پێشتر دەستیان کردووە بە بەکارهێنانی تەکنۆلۆژیای ئانۆدی سیلیکۆنی چونکە بەرهەمەکانیان دەرەوە دەخەین و لە کارکردنیشدا باشتر دەبن. لە مانیگۆریەکی بڵاوکردووەتەوە لە ژورنالی جۆرە چاوەریەکان دەربڕدراوە ئەم پێشکەوتنانە ڕاستیەن گەمارۆیەکی تەنها چوارا دەمەوێت زیاد دەکەن، بۆیە باش دەکاری دەستگەیەکان کە هێزی زۆر دەوێت. لەبەر بەخۆکردنی تەنها تەلەفۆنەکان و ئۆتۆمبیلەکان، ئەم تەکنۆلۆژیایە دا بەرەو پێشخستنی سیستەمەکانی بەتەری خۆریش دەبەزێت. خانووبەرەکان زیاتر دەست دەکەن بە بەکارهێنانی ئەم چارەسەرەکانی خۆریەوە چونکە داوا دەبێتە بەهایەکی باجێتی بۆ بەرگەری کردنی ڕووناکی خۆر لە رۆژدا بۆ بەکارهێنان لە شەو و ڕۆژە بەبارانەکان.
الیکترۆلیتە کۆمەڵە داڕێژەیەکی گەورەی لەگەڵ ئەو ئیلیکترۆلیتە شلە داھێنراوەکاندا دابەزێت، کە ئاسایشی بەرگری و باشترکردنی کارایی بەتەریەکانی ئەمڕۆ دەبێژگەرێت. چی بەهێزترین بەرگەیە؟ هیچ شلەدانێک نابێت! لەگەڵ ئەو پێشەنگییەشەوە، دیارە ناگەرێتەوە لەو بەرەکەدا کە گەرما دەبێتە هۆی ڕووداوە گەورەکان کە زۆرێک لە دیزاینە بەتەریەکانی ئێستا دەگرێتە بەر. ئەم گۆڕانە بەشدارە لە ئەوەی دابینکەران هەرچەندەکەو بەتەریەکانیان لە شلە ئاچەرییە گەورانەکان بەستوو بێت، کە ئەوەش دەبێژگەرێتە بەتەریەکانی سەلامەتی بەرگریتر. لێکۆڵینەوە لە بەرهەمە کیمیاییەکانی ژورنالی موادی A دەریادە کە ئەم جۆرە بەتەریە کۆمەڵەکانە دەمێکی زۆرتر لێدەبێت و گەرماییش بە باشتری دەگرت، شتێک کە زۆر گرنگە بۆ تەلەفۆنەکان، لەپتۆپەکان، و بەتایبەتی ئۆتۆمبیلە ئەلیکتریکییانە. ئەوەیش کە زیاتر لە هەموو شتێک دەریادە، توانایانە لە گەرمای زۆردا بەرگریکردن بێ ئەوەی چەون و بەرەکەوە. ئێستا دەستیان کردووە بە دیسان بەکارهێنانیان لە سیستەمەکانی خەزنکردنی گەرما لە ماڵەکاندا، کە تەواوەتی بەرگری دەبێتە هۆی سەرچاوەیەکی باشی لە بەکارهێنانی تەکنۆلۆژیای پێشڕەوی لیتیۆم ئایۆن لە هەرەڕۆژانە.