میرنیوز
راهکار پژوهشگران دانشگاه تهران برای بهبود عملکرد باتری‌های لیتیوم-یونی
2025-01-13T16:16:15+03:30
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه تهران، نتایج پژوهشی که به سرپرستی دکتر مجتبی حقیقی یزدی، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران و با همکاری پویا گرجی، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک دانشگاه تهران و دکتر مارال قهرمانی، عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است، نشان می‌دهد که استفاده از موادی از جمله بایندر پلی‌یورتان (Polyurethane) و جمع‌کننده‌های جریان فیبر کربنی در الکترودهای LiFePO₄ باتری‌های لیتیوم-یونی، می‌تواند به ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی، پایداری چرخه‌ای و کارایی کلی این باتری‌ها کمک کند.
دکتر حقیقی یزدی و سرپرست گروه تحقیقاتی درباره کارایی باتری‌های لیتیوم-یونی گفت: «باتری‌های لیتیوم-یونی به دلیل مزایایی نظیر چگالی انرژی بالا، عمر طولانی و کارایی مناسب، نقشی کلیدی در تأمین انرژی ابزارهای الکترونیکی و خودروهای الکتریکی ایفا می‌کنند. اما این باتری‌ها دچار چالش‌هایی چون کاهش ظرفیت در طول زمان و پایداری ضعیف در شرایط دمایی مختلف هستند. در مطالعه اخیر تلاش شده است که با ارائه راهکاری نوین، این چالش‌ها تا حدودی رفع شود.»
وی در خصوص نحوه انجام این پژوهش گفت: «در این پژوهش، از بایندرهای PU و PVDF-HFP-g-PSSA به عنوان جایگزین بایندرهای سنتی استفاده شده است. بایندرها به عنوان چسباننده‌های اجزای الکترود، نقش مهمی در استحکام مکانیکی و کارایی الکتروشیمیایی ایفا می‌کنند. این بایندرها با کاهش غلظت قطبیت (Concentration Polarization) مسیرهای همواری را برای انتقال یون لیتیوم درون الکترود فراهم می‌کنند. همچنین با انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت شیمیایی و مکانیکی قابل توجه، از تخریب ساختار کاتدها و جدا شدن مواد فعال الکترودی از سطح جمع‌کننده‌های جریان ناشی از نوسانات حجمی الکترودها که عمدتاً در اثر ورود و خروج مکرر یون‌ها در چرخه‌های شارژ و دشارژ رخ می‌دهد، می‌توانند عملکرد بهتری نسبت به بایندرهای رایج داشته باشند.»
دکتر حقیقی افزود: «از سوی دیگر، در این مطالعه جمع‌کننده جریان فیبر کربنی جایگزین مواد سنتی مانند آلومینیوم و مس شده است. این ماده به دلیل سبکی، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی بالا و همچنین امکان ذخیره انرژی به دلیل ساختار کربنی، نقش مهمی در کاهش وزن باتری و افزایش کارایی آن ایفا می‌کند. ترکیب همزمان این دو نوآوری باعث شده است که عملکرد الکتروشیمیایی و مکانیکی الکترودهای LiFePO₄ به طور قابل توجهی بهبود یابد.»
دکتر حقیقی یزدی در ادامه اظهار داشت: «آزمایش‌های انجام شده در این پژوهش نشان داده‌اند که استفاده از بایندرهای PU و PVDF-HFP-g-PSSA و جمع‌کننده‌های جریان فیبر کربنی، ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی و تعداد چرخه‌های شارژ و دشارژ باتری را به طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد. این ترکیب نوین همچنین باعث افزایش طول عمر باتری و بهبود پایداری مکانیکی آن در ابعاد ماکرو و میکرو می‌شود. افزون بر این، استفاده از این مواد در باتری لیتیوم-یونی، هزینه‌های تولید این باتری را نیز کاهش می‌دهد.»
وی تأکید کرد: «این یافته‌ها می‌توانند در ساخت تجهیزات مختلفی از جمله خودروی الکتریکی، هواپیما، ماهواره، سامانه ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ و ابزارهای الکترونیکی پیشرفته مورد استفاده قرار گیرند. کاهش وزن باتری، افزایش کارایی و بهبود پایداری چرخه‌ای از جمله مزایای کلیدی این دستاوردها محسوب می‌شوند.»
مقالات منتج از این پژوهش در نشریات Journal of Energy Storage و ACS Applied Energy Materials منتشر شده و از اینجا و اینجا در دسترس است.
منبع : خبرگزاری مهر
کلمات کلیدی : میرنیوز دانشگاه تهران تحقیقات علمی مقاله علمی دانشگاه های ایران باتری لیتیومی
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
هدف اصلی ما پیشگیری از تخلفات و ایجاد محیطی سالم در وزارت علوم است
معافیت دانشجویان ممتاز دکتری از آزمون جامع
ایلان ماسک تیک تاک را می‌خرد
تراشه «نورالینک» در مغز نفر سوم ایمپلنت شد
وجود ۲۵۰ میلیون دندان پوسیده در دهان ایرانی‌ها
رئیس پارک علم و فناوری یزد منصوب شد
ایران در توسعه اخلاق پزشکی پیشرفت‌های خوبی داشته است
تراشه ایلان ماسک در مغز نفر سوم ایمپلنت شد
آغاز فراخوان جذب اعضای هیئت علمی از امروز
فعالیت بدنی زیاد باعث طول عمر بیشتر می‌شود؟
بهترین زمان تشخیص تنبلی چشم کودکان
افزایش وام ازدواج دانشجویی به ۱۰۰ میلیون تومان و وام فرزندآوری به ۳۰ میلیون تومان
ارتباط فلوراید با کاهش ضریب هوشی
کمبود پانسمان بیماران پروانه‌ای همچنان تداوم دارد
سالانه چند کودک ایرانی به سرطان مبتلا می‌شوند؟
نوشیدنی‌های الکلی ریسک سرطان را افزایش می‌دهد
کمبود داروی بیماران پروانه‌ای همچنان تداوم دارد
پانسمان بیماران پروانه‌ای همچنان کمبود دارد
سالانه چند کودکی ایرانی به سرطان مبتلا می‌شوند؟
مهلت ثبت‌نام و انتخاب رشته‌های بدون آزمون سال ۱۴۰۳ تمدید شد؛ اعلام رشته‌محل‌های جدید
دهقانی فیروزآبادی رئیس اندیشکده حکمرانی شریف شد
افتتاح بخش بازسازی شده جراحی کبد بیمارستان امام خمینی تهران
نخبگان برای رفع ناترازی سوخت راه حل می‌دهند
ساخت منسوجات الکترونیکی هوشمند که به سرعت در محیط تجزیه می‌شوند
پهپاد به جنگ کم آبی در محیط‌های چالش برانگیز می‌رود
پیشنهاد ایجاد کرسی علمی بیوشیمی و بیوفیزیک دریا از سوی استاد ممتاز دانشگاه تهران
کارت آزمون دستیاری فوق تخصصی منتشر شد؛ اعلام شرایط آزمون های شفاهی
«ایران» سوار بر قطار توسعه هوش مصنوعی
قانون عدم احتساب نمرات مردودی در معدل ابلاغ شد
موشک بلواوریجین از سفر به فضا بازماند
