اكتشف باحثون في مركز أبحاث البطاريات الممول من Tesla في جامعة Dalhousie سببًا حاسمًا محتملًا وراء ميل بطاريات أيونات الليثيوم إلى التفريغ الذاتي. الأمر اللافت للنظر هو أن نتائج المجموعة كانت بسيطة بشكل مثير للدهشة لكنها قد تكون عميقة.
تميل المنتجات الإلكترونية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى التفريغ الذاتي بمرور الوقت. إنه سيناريو مألوف للغاية ، حيث يفقد الجهاز شحن البطارية على الرغم من عدم استخدامه لفترة من الوقت. ولكن في حين أن هذا يعتبر أمرًا طبيعيًا اليوم ، فقد اكتشف باحثون من جامعة دالهوزي السبب وراء تفريغ بطاريات الليثيوم أيون ذاتية الشحن.
أشار الدكتور مايكل ميتزجر ، الأستاذ المساعد ورئيس هرتسبرج-داهن في قسم الفيزياء وعلوم الغلاف الجوي بجامعة دالهوزي ، إلى أن الشريط التجاري الذي يربط الأقطاب الكهربائية معًا في بطاريات الليثيوم أيون يمكن أن يكون مساهماً رئيسياً في تحقيق الذات. عملية التفريغ.
“في خلايا البطاريات التجارية ، يوجد شريط – مثل شريط سكوتش – يربط الأقطاب الكهربائية معًا ، وهناك تحلل كيميائي لهذا الشريط ، مما ينتج عنه جزيء يؤدي إلى التفريغ الذاتي. في مختبرنا ، نقوم بالعديد من التجارب المعقدة للغاية لتحسين البطاريات ، لكن هذه المرة اكتشفنا شيئًا بسيطًا للغاية. إنه أمر بسيط للغاية – إنه موجود في كل زجاجة بلاستيكية ، ولم يظن أحد أن هذا له تأثير كبير على كيفية تحلل خلايا الليثيوم أيون “، قال الدكتور ميتزجر.
لفهم خلايا بطارية الليثيوم أيون وسلوكيات التفريغ الذاتي ، فتح الدكتور ميتزجر وفريقه عدة خلايا وعرضوها لدرجات حرارة مختلفة. ولدهشتهم ، وجد الفريق أن محلول الإلكتروليت في الخلية كان أحمر فاتحًا. لمزيد من الاستكشاف ، وضع الفريق خلايا بها محلول إلكتروليت شائع في أفران عند أربع درجات حرارة مختلفة. تم استخدام أربع درجات حرارة مختلفة للفرن ، تتراوح من 25 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية. ظلت عينة الخلية عند 25 درجة مئوية واضحة ، بينما تحولت العينة عند 55 درجة مئوية إلى اللون البني الفاتح ، وأصبحت العينة عند 70 درجة مئوية حمراء الدم. ثم أجرى الفريق تحليلًا كيميائيًا لفحص تركيبة الإلكتروليت.
فيما يلي ملاحظات الفريق.
وذلك عندما اكتشف (الباحثون) أن البولي إيثيلين تيريفثاليت ، أو PET ، في الشريط يتحلل ويخلق الجزيء الذي يؤدي إلى التفريغ الذاتي. يسمى الجزيء مكوك الأكسدة والاختزال لأنه يمكن أن ينتقل إلى الجانب الإيجابي من القطب ، ثم إلى الجانب السلبي ثم العودة إلى الجانب الإيجابي. لذلك ، فإنه يتنقل بين الأقطاب الكهربائية وهذا يخلق التفريغ الذاتي ، تمامًا كما يفترض أن يفعل الليثيوم. تكمن المشكلة في أن جزيء المكوك يقوم بذلك طوال الوقت في الخلفية ، حتى عندما لا يكون من المفترض أن يتحرك الليثيوم عندما تكون البطارية جالسة هناك. ”
قال الدكتور ميتزجر: “إنه شيء لم نتوقعه أبدًا لأن لا أحد ينظر إلى هذه المكونات غير النشطة ، هذه الأشرطة والرقائق البلاستيكية في خلية البطارية ، لكن يجب حقًا التفكير فيها إذا كنت تريد الحد من التفاعلات الجانبية في خلية البطارية”.
يمكن العثور على نتائج الدكتور ميتزجر وفريقه أدناه.
Buechele 2023 J. Electrochem. شركة 170 010518 بواسطة Simon Alvarez on Scribd
لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على نصائح إخبارية. فقط أرسل رسالة إلى سايمون
اكتشف الباحثون المموّلون من شركة Tesla تفاصيل مفاجئة حول تفريغ بطاريات أيونات الليثيوم
