بطاريات جديدة تجعل السيارات الكهربائية لم تعد ملقاة في العش في فصل الشتاء
سيتم الكشف عن السيارات الكهربائية المزودة ببطاريات لجميع المناخ في دورة الألعاب الأولمبية الشتوية في بكين. تم التحقق من أداء هذه البطارية الجديدة وطول عمرها بالكامل في اختبارات الأسطول الميداني التي أجريت في مناطق البرد القارس لمدة ثلاث سنوات.
"لقد تم حل مشكلة مقاومة درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات الليثيوم أيون." تأتي تقنية البطارية هذه من وانغ تشاويانغ ، وهو أكاديمي في الأكاديمية الوطنية للمخترعين. وهو عالم تقني لبطاريات الليثيوم أيون الكهربائية وتخزين الطاقة وبطاريات الليثيوم التي تعمل بالوقود. في 6 نوفمبر ، أشار وانغ تشاويانغ في مؤتمر Tencent WE إلى أن تكنولوجيا تخزين الطاقة هي تقنية أساسية رئيسية لتحقيق هدف "الكربون المزدوج" وثورة الطاقة ، ولها أهمية استراتيجية كبيرة.
أكاديمي الأكاديمية الوطنية للمخترعين ، وانغ تشاويانغ ، عالم تقني في بطاريات ليثيوم أيون للطاقة ، وتخزين الطاقة وبطاريات ليثيوم طاقة الوقود.
الصورة مقدمة من مؤتمر تينسنت وي
البطاريات موجودة في كل مكان ، وغالبا ما تصبح تقنيات البطاريات الجديدة مفتاح صعود صناعات جديدة. ومع ذلك ، في سنوات 200 ، لم يتغير هيكل البطارية كثيرا. وهو يتألف من ثلاث مواد: مادة قطب كهربائي سالبة ، ومادة قطب كهربائي موجب ، وإلكتروليت يفصل بين الاثنين. تشكل هذه البنية بشكل طبيعي واجهتين: واحدة موجودة بين مادة الكاثود والمنحل بالكهرباء ، والأخرى بين مادة الأنود والمنحل بالكهرباء. هناك فرق في الجهد بين الواجهتين ، مما يعطي جهد البطارية.
"سواء كنا نستخدم البطارية أم لا ، فإن واجهة التفاعل في البطارية تعمل بجد ونشاط." وقال وانغ تشاويانغ ، هذا هو أيضا السبب الجذري لمخاطر سلامة البطارية والشيخوخة.
بطاريات الليثيوم أيون خائفة جدا من البرد ، وقد تستلقي السيارات الكهربائية في فصل الشتاء: يتم تقصير نطاق الإبحار ويصعب شحنها.
لا يمكن لمادة البطارية نفسها تلبية كل من النشاط العالي في درجة الحرارة المنخفضة واستقرار درجة الحرارة العالية. يحتاج المهندسون إلى إضافة نظام إدارة حراري إلى البطارية لضمان سلامة البطارية. ونتيجة لذلك ، سيتم إضافة وزن بطارية إضافي وحجمها وتكلفتها.
هل هناك نوع من البطارية التي يمكنها إيقاف تشغيل واجهة التفاعل عندما لا تعمل على تحسين السلامة ؛ عندما يعمل ، قم بزيادة الواجهة وزيادة الكثافة لإعطاء الطاقة العالية المطلوبة؟
يبحث فريق وانغ تشاويانغ عن مثل هذه البطاريات ويستكشفها بواجهات قابلة للضبط.
لقد ابتكروا بطارية لجميع المناخ ، والتي تنشر في مجلة Nature. دون زيادة قابلية الاشتعال للإلكتروليت أو تغيير الاستقرار الحراري لمادة القطب الكهربائي ، قاموا بزرع رقائق نيكل بسماكة 10 ميكرون داخل البطارية كعنصر تسخين. باستخدام الطاقة التي تأتي مع البطارية ، بالإضافة إلى مفتاح ، يمكن ضبط نشاط البطارية حسب الرغبة. حتى إذا تم تجميد البطارية في بيئة ناقص 30 درجة ، فإن الأمر يستغرق 30 ثانية فقط لتسخين نفسها إلى ما فوق الصفر والعمل بشكل طبيعي.
تم اعتماد هذه التكنولوجيا من قبل دورة الألعاب الأولمبية الشتوية في بكين 2022 وأصبحت واحدة من التقنيات الأساسية لقيادة السيارات الكهربائية الأولمبية.
أضف قطعة من رقائق النيكل ، يبدو وكأنه طريقة سهلة جدا. وقال وانغ تشاويانغ لمراسل صحيفة العلوم والتكنولوجيا اليومية إن هناك عملية استكشاف متعرجة وراءها. لقد جرب الفريق طرقا مختلفة ومواد مختلفة: بعضها يعاني من ضعف السلامة ، وبعضها لديه كفاءة منخفضة في تحويل الطاقة ، وبعضها جميل جدا في المختبر ، لكنه لا يزال غير قابل للتصنيع ..." بعد 20 عاما لسنوات عديدة ، شعوري الخاص هو أن البساطة هي الجمال. الاكتشافات العلمية ذات القيمة العملية الحقيقية هي في نهاية المطاف البساطة القصوى". قال وانغ تشاويانغ بعاطفة: "يتطلب الابتكار المثابرة والمثابرة. لسنوات عديدة ، كان فريقنا يتتبع البطاريات وتخزين الطاقة. المشكلة".
استنادا إلى مبدأ التنظيم الحراري ، اخترع الفريق أيضا بطارية سريعة الشحن لمدة 10 دقائق. يعتقد وانغ تشاويانغ أن تطبيق وتعزيز بطاريات الشحن السريع لمدة 10 دقائق هو معلم مهم في تطوير السيارات الكهربائية - يمكن لتجديد الطاقة السريع أن يحرر مالكي السيارات الكهربائية من قلق الأميال.
حلم وانغ تشاويانغ هو أن يأخذ سيارة طائرة للعمل قبل التقاعد. وأشار إلى أن أكبر مشكلة تقنية في السيارات الطائرة هي البطارية. متطلبات بطارية السيارة الطائرة عالية جدا ، ويجب عليها تجديد البطارية بسرعة مباشرة بعد كل هبوط. "لقد أظهرت تجاربنا حتى الآن جدوى واقتصاد بطارية سريعة الشحن لمدة 10 دقائق للسيارات الطائرة."
في الواقع ، يعد شحن البطارية السريع وكثافة الطاقة العالية مشكلتين علميتين رئيسيتين. يعتقد وانغ تشاويانغ أن الحل الحقيقي يجب أن تتم مراجعته من قبل الأقران ، ونشره في مجلة علمية ، والتحقق منه من قبل طرف ثالث ليكون قابلا للتكرار ، ومن ثم سيوفر السوق طريقة إنتاج ضخمة. "هذا أمر موثوق." وأكد أن البطاريات وتخزين الطاقة هي واحدة من أهم التقنيات الأساسية في عصر الطاقة الجديد والمجتمع الذكي، وستبشر بفرص ابتكار هائلة في العقد المقبل.
