بۇ ئېنېرگىيە قاچىلانغان باتارېيە قاتتىق سوغۇق ۋە ئىسسىقتا ياخشى ئىشلەيدۇ

كالىفورنىيە ئۇنۋېرسىتىتى سان دىياگودىكى ئىنژېنېرلار لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەنى ياساپ چىقتى ، ئۇلار نۇرغۇن ئېنېرگىيە قاچىلاش بىلەن بىر ۋاقىتتا ، سوغۇق ۋە تومۇز ئىسسىق تېمپېراتۇرىدا ياخشى ئۈنۈم بېرىدۇ.تەتقىقاتچىلار بۇ خىل ئىقتىدارنى ئېلېكترولىتنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇردى ، ئۇ كەڭ تېمپېراتۇرا دائىرىسىدە كۆپ ئىقتىدارلىق ۋە كۈچلۈك بولۇپلا قالماي ، يەنە يۇقىرى ئېنېرگىيىلىك ئانود ۋە كاتود بىلەن ماسلىشالايدۇ.
تېمپېراتۇرىغا چىداملىق باتارېيە4-ئىيۇل ھەپتىلىكى دۆلەتلىك پەنلەر ئاكادېمىيىسى (PNAS) نىڭ ماقالىسىدە بايان قىلىنغان.
بۇ خىل باتارېيە سوغۇق ھاۋادىكى توكلۇق ماشىنىلارنىڭ بىرلا قېتىم توك قاچىلىشىغا يول قويىدۇ.UC San Diego Jacobs قۇرۇلۇش ئىنستىتۇتىنىڭ نانو ئىنژېنېرى پروفېسسورى ، بۇ تەتقىقاتنىڭ ئالىي ئاپتورى جېڭ چېن مۇنداق دېدى: ئۇلار يەنە سوۋۇتۇش سىستېمىسىنىڭ ئېھتىياجىنى ئازايتىپ ، ماشىنىلارنىڭ باتارېيە بوغچىسىنىڭ ئىسسىق ھاۋارايىدا قىزىپ كېتىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.
«مۇھىت تېمپېراتۇرىسى ئۈچ خانىلىق سانغا يېتىدىغان ، يوللار تېخىمۇ قىزىغان رايونلاردا سىز يۇقىرى تېمپېراتۇرا مەشغۇلاتىغا موھتاج.ئېلېكترونلۇق ماشىنىلاردا ، باتارېيە ئورالمىسى ئادەتتە پولنىڭ ئاستىدا ، بۇ ئىسسىق يوللارغا يېقىن »، دېدى UC سان دىياگو سىجىل ئېنېرگىيە ۋە ئېنېرگىيە مەركىزىنىڭ ئوقۇتقۇچىسى.«ئۇنىڭدىن باشقا ، باتارېيە مەشغۇلات جەريانىدا توك ئېقىمى بىلەنلا قىزىپ كېتىدۇ.ئەگەر باتارېيە يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا بۇ ئىسسىققا بەرداشلىق بېرەلمىسە ، ئۇلارنىڭ ئىقتىدارى تېزلا تۆۋەنلەيدۇ ».
سىناقتا ، ئۇقۇمنىڭ ئىسپاتلاش باتارېيەسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا -40 ۋە 50 C (-40 ۋە 122 F) لىك ئېنېرگىيە سىغىمىنىڭ% 87.5 ۋە% 115.9 نى ساقلاپ قالدى.ئۇلارنىڭ بۇ تېمپېراتۇرىدا ئايرىم-ئايرىم ھالدا% 98.2 ۋە% 98.7 يۇقىرى بولغان Coulombic ئۈنۈمى بولغان ، يەنى باتارېيە ئىشلەشتىن بۇرۇن تېخىمۇ كۆپ توك قاچىلاش ۋە قويۇپ بېرىش دەۋرىيلىكىدىن دېرەك بېرىدۇ.
چېن ۋە خىزمەتداشلىرى تەتقىق قىلىپ چىققان باتارېيە ئۇلارنىڭ ئېلېكترولىتنىڭ ياردىمىدە ھەم سوغۇق ھەم ئىسسىققا بەرداشلىق بېرەلەيدۇ.ئۇ لىتىي تۇزىغا ئارىلاشتۇرۇلغان دىبۇتېل ئېفىرنىڭ سۇيۇق ئېرىتمىسىدىن ياسالغان.دىبۇتېل ئېفىرنىڭ ئالاھىدە ئالاھىدىلىكى شۇكى ، ئۇنىڭ مولېكۇلالىرى لىتىي ئىئونى بىلەن ئاجىز باغلىنىدۇ.باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا ، ئېلېكترولىت مولېكۇلاسى باتارېيە يۈرگەندە لىتىي ئىئونىنى ئاسانلا قويۇپ بېرىدۇ.بۇ ئاجىز مولېكۇلا ئۆز-ئارا تەسىر قىلىش ، تەتقىقاتچىلار ئالدىنقى تەتقىقاتتا نۆلدىن تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا باتارېيەنىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلايدىغانلىقىنى بايقىغان.ئۇنىڭدىن باشقا ، دىبۇتېل ئېفىر يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا سۇيۇقلۇق بولغاچقا ئاسان ئىسسىقلىقنى ئالالايدۇ (ئۇنىڭ قايناق نۇقتىسى 141 سېلسىيە گرادۇس ياكى 286 F).
لىتىي گۈڭگۈرت خىمىيىلىك ماددىلىرىنى مۇقىملاشتۇرۇش
بۇ ئېلېكترولىتنىڭ ئالاھىدە يېرى شۇكى ، ئۇ لىتىي گۈڭگۈرت باتارېيەسى بىلەن ماسلىشالايدۇ ، بۇ لىتىي مېتالدىن ياسالغان ئانود ۋە گۈڭگۈرتتىن ياسالغان كاتود بار توك تولۇقلىغىلى بولىدىغان باتارېيە.لىتىي گۈڭگۈرت باتارېيەسى كېيىنكى ئەۋلاد باتارېيە تېخنىكىسىنىڭ مۇھىم تەركىبىي قىسمى ، چۈنكى ئۇلار تېخىمۇ يۇقىرى ئېنېرگىيە زىچلىقى ۋە تەننەرخنى تۆۋەنلىتىدۇ.ئۇلار بۈگۈنكى لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەگە قارىغاندا ھەر كىلوگىرامىغا ئىككى ھەسسە ئارتۇق ئېنېرگىيە تېجەپ قالالايدۇ - بۇ باتارېيە بوغچىسىنىڭ ئېغىرلىقىنى ئاشۇرماي تۇرۇپ توكلۇق ماشىنىنىڭ دائىرىسىنى بىر ھەسسە ئاشۇرالايدۇ.شۇنداقلا ، گۈڭگۈرت ئەنئەنىۋى لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە كاتودىدا ئىشلىتىلىدىغان كوبالتقا قارىغاندا كۆپ ۋە مەنبەدە مەسىلە يوق.
ئەمما لىتىي گۈڭگۈرت باتارېيەسىدە مەسىلە بار.كاتود ۋە ئانود ھەر ئىككىسى دەرىجىدىن تاشقىرى ئاكتىپ بولىدۇ.گۈڭگۈرت كاتودلىرى بەك ئاكتىپ بولۇپ ، باتارېيە مەشغۇلاتى جەريانىدا ئېرىپ كېتىدۇ.بۇ مەسىلە يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا تېخىمۇ ناچارلىشىدۇ.ھەمدە لىتىي مېتال ئانودلار دېندرىت دەپ ئاتىلىدىغان يىڭنىگە ئوخشاش قۇرۇلمىلارنى شەكىللەندۈرۈپ ، باتارېيەنىڭ قىسمەن جايلىرىنى تېشىپ ، قىسقا توك يولىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.نەتىجىدە ، لىتىي گۈڭگۈرت باتارېيەسى پەقەت ئون نەچچە دەۋرىيلىككە يېتىدۇ.
چېن: «ئەگەر ئېنېرگىيە سەرپىياتى يۇقىرى باتارېيەگە ئېھتىياجلىق بولسىڭىز ، ئادەتتە ئىنتايىن قاتتىق ، مۇرەككەپ خىمىيىلىك دورا ئىشلىتىشىڭىز كېرەك» دېدى.«يۇقىرى ئېنېرگىيە تېخىمۇ كۆپ ئىنكاسلارنىڭ يۈز بېرىدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ ، بۇ مۇقىملىقنىڭ تۆۋەنلىشى ، تېخىمۇ ناچارلىشىشتىن دېرەك بېرىدۇ.مۇقىم بولغان يۇقىرى ئېنېرگىيەلىك باتارېيە ياساشنىڭ ئۆزى بىر مۈشكۈل ۋەزىپە - بۇنى كەڭ تېمپېراتۇرا دائىرىسىدە قىلىشقا ئۇرۇنۇش تېخىمۇ قىيىن ».
UC San Diego ئەترىتى تەتقىق قىلىپ ياساپ چىققان دىبۇتېل ئېفىر ئېلېكترولىت يۇقىرى ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا بولسىمۇ بۇ مەسىلىلەرنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.ئۇلار سىناق قىلغان باتارېيەنىڭ ۋېلىسىپىت مىنىش ئۆمرى ئادەتتىكى لىتىي گۈڭگۈرت باتارېيەسىدىن كۆپ ئۇزۇن.چېن مۇنداق دېدى: «بىزنىڭ ئېلېكترولىت يۇقىرى ئۆتكۈزگۈچلۈك ۋە ئۆز-ئارا مۇقىملىق بىلەن تەمىنلەش بىلەن بىللە ، كاتود ۋە ئانود تەرىپىنى ياخشىلاشقا ياردەم بېرىدۇ.
بۇ ئەترەت يەنە گۈڭگۈرت كاتودىنى پولىمېرغا چاپلاش ئارقىلىق تېخىمۇ مۇقىملاشتۇردى.بۇ تېخىمۇ كۆپ گۈڭگۈرتنىڭ ئېلېكترولىتقا ئېرىپ كېتىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.
كېيىنكى باسقۇچلار باتارېيە خىمىيىسىنى كېڭەيتىش ، ئۇنى تېخىمۇ يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئىشلەشنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە دەۋرىيلىك ئۆمرىنى تېخىمۇ ئۇزارتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
قەغەز: «لىتىي گۈڭگۈرت باتارېيەسىنىڭ تېمپېراتۇرىغا چىداملىق تاللاش ئۆلچىمى».بىرلەشمە ئاپتورلار گورۇي سەي ، جون خولۇبېك ، مىڭچيەن لى ، خوڭپېڭ گاۋ ، يىجى يىن ، سىچېن يۈ ، خاۋدوڭ ليۇ ، تود ئا.پاسكال ۋە پىڭ لىيۇ قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
بۇ ئەسەر ئامېرىكا ئالەم قاتنىشى ئىدارىسىنىڭ ئالەم تېخنىكىسى تەتقىقات ياردەم پۇلى پروگراممىسى (ECF 80NSSC18K1512) ، UC سان دىياگو ماتېرىيال تەتقىقات ئىلمى ۋە قۇرۇلۇش مەركىزى (MRSEC ، DMR-2011924) ۋە دەسلەپكى ئىشخانا دەسلەپكى كەسپى فاكۇلتېتىنىڭ قوللىشىغا ئېرىشتى. ئامېرىكا ئېنېرگىيە مىنىستىرلىكىنىڭ ماشىنا تېخنىكىسى ئىلغار باتارېيە ماتېرىياللىرى تەتقىقات پروگراممىسى (باتارېيە 500 بىرلەشمە گەۋدىسى ، توختام DE-EE0007764) ئارقىلىق.بۇ ئەسەر دۆلەتلىك ئىلىم-پەن فوندى (ECCS-1542148 ياردەم) قوللايدىغان دۆلەتلىك نانو تېخنىكىسى ماسلاشتۇرۇلغان ئۇل ئەسلىھەنىڭ ئەزاسى UC San Diego دىكى سان دىياگو نانو تېخنىكا ئۇل ئەسلىھەلىرى (SDNI) دا قىسمەن ئورۇنلاندى.