باتری حالت جامد چیست؟

سلام و احترام خدمت دوستان محترم و همیشگی باتری ایراندوست. با یک مطلب دیگر در خدمت شما هستیم. این بار تصمیم داریم که به شما در مورد باتری حالت جامد بگوییم. درباره ی اینکه باتری حالت جامد چیست؟ و چه ویژگی هایی دارد؟ پس اگر به این مبحث جدید و جذاب علاقه مندید، تا پایان ما را همراهی کنید.

باتری حالت جامد

معرفی باتری حالت جامد

این فناوری جدید قرار است که جایگزین باتری های لیتیوم یون شود. یک باتری حالت جامد می تواند:

• مسافت قابل پیمایش توسط خودرو های برقی را افزایش دهد.
• ایمنی خودرو را به بهترین شکل ممکن بالا ببرد.

در حقیقت ظهور این فناوری را می توان یکی از گام های مهم در عرصه ی تولید و ارتقای باتری دانست. به عبارتی دیگر باتری های حالت جامد با ظهور خود توانستند، محدودیت های موجود در باتری های لیتیوم یون حال حاضر را به سادگی از بین ببرند.

کاربرد باتری های حالت جامد

باتری های حالت جامد کشف جدیدی محسوب نمی شوند. زیرا سال های بسیاری است که از این نوع باتری در دستگاه هایی مانند ضربان ساز قلب و دستگاه های دیگر استفاده می شده است. ولی انگار اخیرا قرار است که از باتری های حالت جامد در ماشین ها و خودرو ها استفاده کنند و این کاربرد کاملا جدید می باشد.

در واقع انتظارات از این باتری با توجه به توانایی هایی که دارد، در مورد استفاده شدن برای ماشین های الکتریکی زیاد است. به هر صورت دلایلی وجود دارد که می تواند این انتظارات را توجیه کند. این دلایل عبارتند از:

• اول اینکه این باتری فاقد مایع الکترولیت است و انتظار می رود که حجم کمتری را در ماشین اشغال کند. در واقع در همان فضایی که یک باتری لیتیوم یون قرار می گیرد، می توان 2 الی 10 تا باتری حالت جامد قرار داد.
• دوم اینکه انتظار می رود با استفاده از این باتری، که عملکرد خودرو های برقی بهتر شود.
• سوم اینکه باتری های حالت جامد باید حتما نسبت به باتری های لیتیوم یون امنیت بیشتری داشته باشند.

ویژگی مهم باتری های حالت جامد

از ویژگی های مهم باتری های حالت جامد می توان موارد زیر را نام برد. این موارد عبارتند از:

1. ساختمان این باتری ها به شکلی است که برای عملکرد بهتر به سیستم خنک کننده و کنترل کننده احتیاج ندارند. بنابراین بسیار جمع و جور تر از باتری های لیتیوم یون هستند.
2. این باتری ها به خاطر انرژی زیادی که دارند می توانند مسافت قابل پیمایش توسط خودرو را افزایش دهند.
3. باتری های حالت جامد سریع تر از باتری های لیتیوم یونی شارژ می شوند.

و بسیاری از ویژگی های دیگر که باعث شده این باتری ها بسیار پر طرفدار باشند.

می توان گفت زمان زیادی است که ماشین های برقی، انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را از باتری های لیتیوم یونی می گیرند. این نوع باتری در واقع به باتری های موجود در گوشی های موبایل، لپ تاپ و سایر وسایل برقی شباهت دارد و از لحاظ ایمنی نیز بسیار ایمن تر و مناسب تر است. در اینجا لازم است بدانید که مشکل بی نهایت خطرناک در مورد باتری های لیتیوم یونی همیشه این بوده که این مدل باتری با مایع الکترولیت در داخل خود تولید میشده است. بنابراین اصلا امکان نداشت که بتوان روی ایمنی آنها حسابی باز کرد.

معایب باتری های لیتیوم یونی

بهتر است بدانید که برق لازم برای ماشین های الکتریکی را نمی توان تنها با استفاده از یک باتری لیتیوم یونی تامین کرد. بنابراین باید حداقل چند سری باتری لیتیوم یون روی این نوع ماشین گذاشت و این باعث اضافه شدن وزن خودرو می شود. علاوه بر این، هزینه های نصب این باتری ها روی ماشین های برقی نیز به سایر هزینه های خودرو اضافه خواهد شد.

شما می توانید دو مورد از ویژگی های بارز باتری های لیتیوم یون را در زیر بخوانید. این ویژگی ها عبارتند از:

• باتری های لیتیوم یونی موجود در ماشین های برقی پس از تخلیه باید مجدد شارژ شوند.
• سرعت شارژ شدن باتری لیتیوم یونی ماشین های الکتریکی به سه عامل یعنی نوع وسیله ی نقلیه، نوع باتری استفاده شده و شارژر بستگی دارد.

در زیر برای شما در مورد انواع شارژر باتری های لیتیوم یون نیز سخن خواهیم گفت.

خطرات باتری های لیتیوم یون

می توان گفت که باتری های لیتیوم یونی همواره با خود خطرات زیر را به همراه دارند. از جمله:

• مایع الکترولیت درون باتری بسیار سمی و خطرناک است.
• فرار حرارتی در باتری های لیتیوم یونی می تواند باعث آتش سوزی شود.

اگر یک باتری لیتیوم یون آتش بگیرد، خاموش کردن آن به این راحتی ها نیست و بسیار زمان خواهد برد. گاهی تا حد 1000 گالن آب برای رفع آتش لازم است. اما این موضوع برای باتری های حالت جامد هرگز اتفاق نمی افتد. زیرا این باتری ها فاقد مایع الکترولیت آتشگیر در درون خود هستند.

خوب است بدانید که در باتری های حالت جامد، دیگر مایع الکترولیت وجود ندارد. در حقیقت به جای الکترولیت در این باتری ها یک ماده ی جامد قرار داده اند. این ماده ی جامد معمولا به شکل شیشه یا سرامیک یا موادی دیگر می باشد.

همچنین به دلیل حذف الکترولیت در این باتری ها، از حجم جعبه ی باتری کاسته شده است. گفتنی است که باتری های حالت جامد شارژ خود را دیر تر از دست می دهند و سریعتر از باتری های لیتیوم یون شارژ می شوند.

در نهایت اینکه باتری های حالت جامد با وجود تمامی این تفاوت ها، در ساختار و ویژگی های کلی مانند باطری های لیتیوم یون عمل می کنند.

باتری حالت جامد و باتری لیتیوم یون

با وجود این حجم از مزایا در باتری های حالت جامد، هنوزم که هنوزه نمی توان از آنها برای ماشین ها و خودرو ها چندان استفاده کرد. زیرا:

• باتری های حالت جامد بسیار گران هستند و بخشی از این هزینه ها به خاطر ارتقای این باتری می باشد.
• تولید این باتری ها در تیراژ بالا بسیار سخت است.
• الکترولیت های جامد با وجود مزایای فراوان خود، هنوز نمی توانند به طور صحیح انرژی لازم برای موتور را تامین کنند.

نمونه ای از ایستگاه شارژ ماشین برقی

انواع شارژر باتری ماشین های برقی

بهتر است بدانید که برای شارژ کردن خودروهای برقی سه دسته ایستگاه شارژر عمومی وجود دارد که این سه دسته شامل ایستگاه های سطح 1، سطح 2 و سطح 3 هستند. در واقع هر کدام از این ایستگاه ها می توانند یک ماشین برقی را سریع تر و راحت تر از شارژر های خانگی شارژ نمایند.

ویژگی ایستگاه های شارژر عمومی:

1. باید گفت که شارژر های سطح 1 و 2 از جریان متناوب خانگی برق شارژر داخلی خود را تامین می کنند. در ضمن یادتان باشد که در هنگام شارژ شدن باتری برق متناوب شهری به برق DC تبدیل می شود.
2. شارژر های سطح 3 را می توان شارژر سریع یا مستقیم نامید. این شارژر، ژنراتور را از مسیر جریان کنار زده و باتری ماشین را مستقیم و با سرعت بالا شارژ می کند. در ضمن به خاطر داشته باشید که در این روش شارژ کردن، با گذشت زمان، ظرفیت باتری کاهش پیدا کرده و توانایی رسیدن باتری به حداکثر میزان شارژ ، کم خواهد شد.

باید گفت که باتری های حالت جامد هنوز به صورت رسمی به بازار مصرف نیامده اند و عرضه ی عمومی نشده اند. در حقیقت کمپانی تویوتا تصمیم دارد که در آینده اولین خودرو را که از باتری حالت جامد استفاده می کند را تا قبل از سال 2030 تولید و به بازار ارائه دهد. همچنین لازم به ذکر است که چند کمپانی ماشین سازی دیگر نیز قصد دارند که از این باتری در آینده در ماشین های الکتریکی تولیدی خود استفاده نمایند.