Electronics

تعتبر البطاريات القابلة لإعادة الشحن رائعة لتخزين الطاقة وتشغيل الأجهزة الإلكترونية من الهواتف الذكية إلى السيارات الكهربائية.ومع ذلك، في البيئات الباردة، قد يكون من الصعب شحنها وقد تشتعل فيها النيران. أنا أستاذ في الهندسة الميكانيكية وكان مهتمًا بالبطاريات منذ الكلية.أنا الآن أقود أ مجموعة أبحاث البطارية في جامعة دريكسيل. في العقد الماضي فقط، شاهدت انخفاض أسعار بطاريات الليثيوم أيون كسوق الإنتاج لقد نمت أكبر من ذلك بكثير.التوقعات المستقبلية تتوقع أن يصل السوق آلاف جيجاوات ساعة سنويا بحلول عام 2030, ، زيادة كبيرة. لكن بطاريات الليثيوم أيون ليست مثالية – ويأتي هذا الارتفاع مصحوبًا بمخاطر، مثل ميلها إلى التباطؤ أثناء الطقس البارد وحتى اشتعال النيران. خلف بطارية الليثيوم أيون ال تخزين الطاقة الكهروكيميائية داخل البطاريات تعمل على تخزين الكهرباء على شكل أيونات.الأيونات هي ذرات ذات شحنة غير صفرية لأنها إما تحتوي على عدد كبير جدًا من الإلكترونات أو لا تحتوي على ما يكفي. عند توصيل سيارتك الكهربائية أو هاتفك، الكهرباء التي يوفرها المنفذ يحرك هذه الأيونات من القطب الموجب للبطارية...

في أ دراسة منشورة حديثا, ، نحن نصف تصميمنا لبطارية قابلة لإعادة الشحن ذاتية الإطفاء.فهو يحل محل الإلكتروليت الأكثر استخدامًا، وهو شديد الاشتعال - وهو وسط يتكون من ملح الليثيوم ومذيب عضوي - بمواد موجودة في طفاية حريق تجارية. يسمح الإلكتروليت لأيونات الليثيوم التي تحمل شحنة كهربائية بالتحرك عبر فاصل بين الأطراف الموجبة والسالبة لبطارية الليثيوم أيون.من خلال تعديل المبردات التجارية ذات الأسعار المعقولة لتعمل كإلكتروليتات للبطارية، تمكنا من إنتاج بطارية تطفئ نيرانها بنفسها. لقد عمل الإلكتروليت الخاص بنا بشكل جيد عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، من حوالي 100 إلى 175 درجة فهرنهايت (ناقص 75 إلى 80 درجة مئوية).البطاريات التي أنتجناها في المختبر بهذا الإلكتروليت تنقل الحرارة بعيدًا عن البطارية بشكل جيد للغاية، وتطفئ الحرائق الداخلية بفعالية. لقد أخضعنا هذه البطاريات لاختبار اختراق المسامير، وهي طريقة شائعة لتقييم سلامة بطارية أيون الليثيوم.القيادة أ مسمار من الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال بطارية مشحونة يحاكي ماس كهربائي داخلي.إذا اشتعلت النيران في البطارية، فإنها تفشل في الاختبار.عندما...

في عصر الإلكترونيات الحالي، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن منتشرة في كل مكان.وبالمقارنة مع الإصدارات التي تحتوي على حمض الرصاص والتي هيمنت على سوق البطاريات لعقود من الزمن، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن تشحن بشكل أسرع وتخزن المزيد من الطاقة بنفس القدر من الوزن. تجعل هذه الأجهزة أدواتنا الإلكترونية وسياراتنا الكهربائية أخف وزنًا وتدوم لفترة أطول، ولكن لها أيضًا عيوبًا.أنها تحتوي على الكثير من الطاقة، وإذا اشتعلت فيها النيران، فإنها تحترق حتى يتم إطلاق كل تلك الطاقة المخزنة.يمكن أن يؤدي الإطلاق المفاجئ لكميات هائلة من الطاقة إلى انفجارات تهدد الأرواح والممتلكات. كالعلماء الذين يدرسون توليد الطاقة, تخزين و تحويل, ، و هندسة السيارات, ، لدينا اهتمام قوي بتطوير البطاريات كثيفة الطاقة والآمنة.ونحن نرى علامات مشجعة على أن الشركات المصنعة للبطاريات تحرز تقدماً نحو حل هذه المشكلة التقنية الهامة. يعد تجنب الشحن الزائد أحد الطرق لتقليل مخاطر حرائق بطاريات الليثيوم أيون. خطر حريق جديد ويشهد النقل الحضري تحولاً تحويلياً نحو الكهرباء.م...