طرح پژوهشی بهبود کارآیی باتری‌های لیتیومی با موفقیت انجام شد

/در , , , , , /توسط
 
طرح پژوهشی مشترک دانشگاهی با عنوان «بهبود عملکرد ایمن باتری لیتیوم یونی از طریق کنترل حلقه‌بسته شارژ و تخلیه بر مبنای پیش‌بینی سطح توان باتری» با موفقیت به اتمام رسید.
 
به گزارش پژوهشگاه فضایی ایران، طرح پژوهشی مشترک دانشگاهی پژوهشکده سامانه‌های ماهواره پژوهشگاه فضایی با پردیس فنی دانشگاه تهران که با عنوان «بهبود عملکرد ایمن باتری لیتیوم یونی از طریق کنترل حلقه‌بسته شارژ و تخلیه بر مبنای پیش‌بینی سطح توان باتری» در قالب پایان‌نامه دکتری تعریف شده بود، با موفقیت به پایان رسید.
 
باتری به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی به‌شمار می‌رود و نقش عمده‌ای در تأمین انرژی تجهیزات الکترونیکی قابل حمل، سیستم‌های پزشکی، صنعتی، ماهواره‌ها و فضاپیماها و خودروهای الکتریکی و هیبریدی ایفا می‌کند. از این‌رو، نوع و ساختار بسته باتری تأثیر به‌سزایی روی عملکرد و هزینه سیکل عمر این تجهیزات و به‌ویژه خودروهای الکتریکی دارد.
 
باتری‌های لیتیومی به دلیل چگالی انرژی و چگالی توان بالا به‌عنوان یکی از بهترین کاندیدها برای سیستم‌های ذخیره انرژی در خودروهای الکتریکی شناخته می‌شوند. این در حالی است که عمر و قابلیت اطمینان باتری‌های لیتیومی وابستگی شدیدی به نحوه استفاده و مدیریت آن‌ها دارد و سیستم مدیریت باتری در این زمینه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
 
هدف از این طرح پژوهشی، ارائه راهکاری به‌منظور بهبود کارآیی مجموعه باتری در عین حفظ عملکرد ایمن آن است. این مهم به وسیله کنترل حلقه بسته شارژ و تخلیه باتری بر مبنای پیش‌بینی سطح توان باتری صورت پذیرفته است. در این راستا، الگوریتمی مرکب از روش کنترل پیش‌بین مدل و یک کنترلر مبتنی بر منطق فازی طراحی شد که در کنار فراهم آوردن حداکثر توان‌دهیِ ایمن برای مجموعه باتری، تخمین‌های دقیقی برای سطح توان پک باتری با در نظر گرفتن اثر عمر و نابالانسی سلول‌ها ارائه می‌کند.
 
در راهکار پیشنهادی این طرح، ابتدا یک تخمین پایه برای سطح توان مجموعه باتری با استفاده از روش کنترل پیش‌بینی مدل و بر اساس اطلاعات سلولِ نو ارائه و سپس، اثر عمر و نابالانسی سلول‌‎ها با استفاده از یک کنترل نامبتنی بر مدل و به‌واسطه ارتباط حلقه بسته بین سیستم مدیریت باتری و واحدکنترل خودرو جبران‌سازی شد. یک میز تست تجربی نیز متشکل از نمونه‌های نو و مستعمل از سلول لیتیوم فسفات آهن (LiFePO۴) طراحی و ساخته شد که داده‌های مستخرج از سلول نو برای توسعه الگوریتم پیشنهادی و داده‌های سلول مستعملِ نمونه برای صحه‌گذاری در بستر تست مدل-در-حلقه مورد استفاده قرار گرفت.
 
مطالعه موردی نیز روی یک اتوبوس هیبرید الکتریکی سری صورت گرفت. نتایج شبیه‌سازی مدل-در-حلقه در سیکل رانندگی نشان داد که روش پیشنهادی قادر است به‌واسطه ارائه تخمین‌های دقیقی برای سطح توان مجموعه باتری، حداکثر توان‌دهی در شارژ و تخلیه را در کنار حفظ محدوده عملکردی ایمنِ ولتاژ و جریان سلول‌ها فراهم آورد و نیز مجموعه دانش کسب شده به شکل اصولی می‌تواند در کاربردهای فضایی به‌خصوص در زیرسیستم توان الکتریکی ماهواره‌ها، سطح نشین‌ها و سطح نوردها به‌کار گرفته شود.
 
از جمله دستاوردهای این طرح پژوهشی می‌توان به ارائه تخمین‌های دقیق برای سطح توان پک باتری، افزایش ایمنی باتری با وجود مستعمل بودن یا آسیب دیدگی یک یا چند سلول باتری و امکان دریافت / اعمال حداکثر توان در فرآیندهای شارژ و تخلیه اشاره کرد.

باتری لیتیوم یون فضایی ساخته شد

/در , , , , /توسط
 
 
رئیس پژوهشگاه فضایی ایران گفت: پروژه طراحی و ساخت باتری لیتیوم یون فضایی، تمامی آزمون‌های عملکردی و محیطی را با موفقیت پشت سر گذاشته و قابل استفاده در کاربردهای فضایی است.
 
به گزارش  پژوهشگاه فضایی ایران، حسین صمیمی گفت: پژوهشکده مکانیک این پژوهشگاه، برای اولین بار در کشور، موفق به طراحی و ساخت باتری‌های لیتیوم یون با قابلیت طول عمر سیکلی بالا شده است.
 
رئیس پژوهشگاه فضایی ایران در خصوص مشخصات فنی و کاربردهای این فناوری توضیح داد: باتری لیتیوم یون به علت دانسیته انرژی، توان بالا، مشخصات عملیاتی و کاربردی بسیار خوب، توانسته جایگاه بسیار مناسبی را بین سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی الکتریکی در بازارهای جهانی و در حوزه‌های کاربری صنعتی، تجاری، نظامی و فضایی پیدا کند. این باتری با توجه به ساختار الکتروشیمیایی و طراحی صورت گرفته، به‌ویژه نوع کاتد به‌کاررفته در آن، دارای قابلیت‌های متنوعی است و بازه متفاوتی از ولتاژ عملکردی، طول عمر و تعداد چرخه‌های شارژ و دشارژ، دمای محیط کاربری و انبارداری را پوشش می‌دهد.
 
وی درباره پیشینه اجرای این پروژه گفت: با توجه به تجارب قبلی و توانمندی موجود در گروه ذخیره‌سازهای انرژی پژوهشکده مکانیک، فرایند طراحی الکتروشیمیایی، مکانیکی و فنی باتری لیتیوم یون به همراه فناوری‌های مربوط به تولید و ساخت مواد اولیه الکترودی و الکترودها، الکترولیت، مونتاژ سل و نیز فعالیت‌های مربوط به انتخاب و بهینه‌سازی غشاء مناسب و تعیین الگوریتم‌های شارژ و دشارژ، در این پژوهشکده انجام شد و پژوهشگران این پژوهشگاه توانستند به دانش فنی ساخت دو نوع پاکتی و استوانه‌ای از این باتری‌ها دست یابند.
 
صمیمی درباره دانش اکتساب شده توضیح داد: در پروژه حاضر به منظور دستیابی به محصول مورد نظر مطالعات و فعالیت‌های پژوهشی گسترده‌ای صورت گرفته که این مطالعات منجر شد تا علاوه بر توانمندی ساخت دو سل ذکر شده، دانش ساخت اجزای سازنده باتری نیز به صورت مجزا ایجاد شود.
 
برخی از دانش‌های فنی اکتساب شده در جریان این پروژه شامل دستیابی به دانش فنی ساخت الکترودهای آند و کاتد، مونتاژ سل پاکتی و سل استوانه‌ای، فرمولاسیون سریع سل باتری لیتیوم یون با کاربرد فضایی، فرمولاسیون الکترولیت باتری لیتیوم یون با قابلیت طول عمر بالا، سنتز ماده فعال کاتدی NCA و بهینه‌سازی ماده فعال کاتدی با هدف افزایش طول عمر سیکلی باتری، ایجاد لایه SEI مصنوعی روی ماده فعال آندی با هدف افزایش طول عمر سیکلی باتری، ساخت نمونه مهندسی غشاء باتری لیتیوم یون و بهینه‌سازی غشاء تجاری با هدف افزایش ایمنی و طول عمر سیکلی باتری لیتیوم یون فضایی است.

توسعه باتری جدیدی که ۱۰ برابر سریعتر از مدل‌های لیتیوم یونی شارژ می‌شود

/در , , , , , , /توسط
 
باتری‌های لیتیوم یونی قابل شارژ در تمام دستگاه‌ها از گوشی‌های هوشمند گرفته تا لپ‌تاپ‌ها و ایربادها مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این وجود پژوهشگران روی فناوری‌های جدیدی کار می‌کنند و حالا موفق به توسعه باتری جدیدی با سرعت شارژ بسیار بالاتر شده‌اند.
 
باتری‌های لیتیوم یونی با وجود کاربردهای فراوان، یک فناوری کامل محسوب نمی‌شوند و مشکلات زیادی دارند. برای مثال عمر مفید این باتری‌ها با گذر زمان و استفاده کاهش پیدا می‌کند و وجود نقص در سلول‌های باتری می‌تواند منجر به افزایش دما و حتی انفجار دستگاه شود.
 
در کنار تمام این مشکلات، این باتری‌ها سرعت شارژ بالایی هم ندارند و شارژ آن‌ها فرایندی زمانبر است. حالا پژوهشگران روسی برای رفع چنین مشکلی، یک نوع جدید باتری توسعه داده‌اند که می‌تواند تا ۱۰ برابر سریعتر از باتری‌های لیتیومی کنونی شارژ شود.
 
یکی از پژوهشگران الکتروشیمی دانشگاه «سن پترزبورگ» به نام «اولگ لوین» از شارژ باتری جدید تنها در چندین ثانیه خبر داده:
 
«باتری تولید شده توسط پلیمر ما، در چندین ثانیه شارژ می‌شود که تقریبا ۱۰ برابر سریعتر از یک باتری لیتیوم یونی سنتی و معمولی است. چنین ویژگی از طریق چندین آزمایش به نمایش گذاشته شده است.»
 
کلید دستیابی به این باتری جدید، نوعی پلیمر اکسایش-کاهش (Redox) مبتنی بر «نیتروکسیل» است. این ماده می‌‌تواند تحت اکسیداسیون برگشت‌پذیر (از دست دادن الکترون‌ها) و کاهش (بدست آوردن الکترون‌ها) در هنگام شارژ و تخلیه شارژ قرار بگیرد.
 
در پژوهش جدید پلیمر Redox مورد استفاده نوعی NiSalen محسوب می‌شود که نوعی Metallopolymer حاوی فلز است. با استفاده از این ماده می‌توان رسانایی الکترون را تقویت کرد که یک محدودیت برای باتری‌های پلیمری مبتنی بر نیتروکسیل محسوب می‌شود.
 
پژوهشگران در آزمایش‌ها انواع مختلف پلیمر را مورد بررسی قرار دادند، اما تنها NiSalen عملکردی پایدار و کارآمد داشت. این باتری در کنار سرعت شارژ بالا، در دماهای پایین هم عملکرد مناسبی از خود نشان می‌دهد، موضوعی که باتری‌های لیتیوم یونی در آن مشکل دارند.
 
با وجود چنین مزیت‌هایی، یک مشکل بزرگ وجود دارد که آن، ظرفیت است. به گفته لوین، ظرفیت آن‌ها ۳۰ تا ۴۰ درصد کمتر از باتری‌های لیتیوم یونی است. بنابراین برای ورود این باتری‌ها به بازار همچنان باید منتظر بمانیم، با این حال با توجه به پیشرفت‌های اخیر انتظار می‌رود تا یک دهه آینده با انقلابی در این صنعت مواجه شویم.
 
مقاله پژوهشگران روسی در ژورنال «Batteries and Supercaps» منتشر شده است.

تولید خودروی برقی با بدنه‌ای که قابلیت باتری دارد

/در , , , , /توسط
 
 
یک شرکت نوپای فناوری در ایسلند از برنامه‌ریزی برای تولید خودروی برقی پیشرفته‌ای خبر داده که بدنه آن به عنوان باتری عمل می‌کند.
 
 به نقل از انگجت، در سال ۲۰۱۹ شرکت نانوفناوری نانوم قایقی ساخت که ماگنی نام داشت و باتری آن پوسته‌ای از جنس فیبر کربن بود که بر روی بدنه آن نصب شده بود. سلول‌های باتری یادشده قادر به تولید ۵۰۰ کیلووات ساعت برق بود که در مقایسه با باتری‌های خودروی مدل اس تسلا که می‌توانند ۱۰۰ کیلووات ساعت برق تولید کنند، رقم قابل ملاحظه‌ای محسوب می‌شود.
 
استفاده از فناوری نانو برای تولید این نوع باتری‌ها وزن و قیمت تمام شده تولید باتری‌های مذکور را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. این باتری‌ها در مقایسه با باتری‌های لیتیومی بهره وری بیشتری نیز دارند.
 
شرکت نانوم قصد دارد فناوری یادشده را برای تولید خودروهایی که باتری بدنه آنها را تشکیل می‌دهد، به کار بگیرد. افزایش جریان برق در چنین باتری‌هایی استهلاک آنها را در درازمدت کاهش می‌دهد و عمر مفیدشان را نیز افزایش می‌دهد. این باتری‌ها برای ۵۰ هزار بار شارژ قابل استفاده هستند و لذا می‌توانند تا ۱۳۷ سال عمر کنند.
 
فناوری مورد استفاده در این باتری‌ها مشابه با باتری‌های نیکل – آهن است که عمر مفید زیادی دارند. شرکت نانوم صفحات سنگین آهن و نیکل را از این باتری‌ها حذف کرده و نانوذرات آهن و نیکل را جایگزین کرده است. این نانوذرات حرکت یون‌های لیتیوم از الکترود منفی یا آند به سمت الکترود مثبت یا کاتد را تسهیل می‌کنند.
 
این باتری‌ها علاوه بر سطح خودروها در سطح گوشی‌ها و لپ تاپ ها هم قابل نصب و استفاده هستند و ظرفیت آنها ۵۰ درصد بیشتر از باتری‌های ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلووات ساعتی مورد استفاده در خودروهای برقی امروزی است. نانوم مذاکراتی را برای تولید خودروهایی با چنین باتری‌هایی آغاز کرده، ولی اطلاعات بیشتری در این زمینه منتشر نکرده است.

فناوری بسته‌باتری لیتیوم یون فضایی در صنعت تجاری سازی می شود

/در , , , /توسط
رییس پژوهشگاه فضایی ایران از انعقاد قراردادی با بخش خصوصی برای تجاری ‎سازی بسته‌باتری لیتیوم یون فضایی به همراه شارژر و سیستم مدیریت باتری با هدف انتقال فناوری‌های فضایی به صنایع کشور و کاربردی‌کردن این فناوری‌ها خبر داد.
حسین صمیمی، رییس پژوهشگاه فضایی ایران با اعلام این خبر گفت: بسته ‌باتری لیتیوم یون فضایی که از دستاوردهای پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی ایران است برای تامین توان الکتریکی ماهواره‌ها طراحی و ساخته شده بود که طی قراردادی با بخش خصوصی برای تامین توان پهپادهای کشاورزی در مرحله تجاری‌سازی قرار گرفته است.
صمیمی با اشاره به اینکه ساخت بسته ‌باتری برای ماهواره‌‌ها در شرایط محیطی بسیار سخت فضا، فناوری و دانش بسیار بالایی را می‌طلبد، گفت: دور از دسترس بودن ماهواره‌ها پس از قرارگیری آنها در مدار، مستلزم این است که باتری‌های نصب شده از قابلیت اطمینان بسیار بالایی برخوردار باشند تا بدون افت کیفیت، طی مدت عمر پیش‌بینی شده برای ماهواره، توان الکتریکی آن را تامین کنند. 
وی با تاکید بر اینکه فناوری‌های فضایی  همواره در لبه دانش قرار دارند، افزود: از این فناوری‌ها، اغلب به عنوان موتور محرک فناوری‌های پیشرفته یاد می‌شود که سرریز آنها می‌تواند در سایر حوزه‌های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار گیرد و باعث تولید محصولات جدیدی شوند.
 
رییس پژوهشگاه فضایی ایران با بیان اینکه هر بسته‌باتری‌، حاوی تعدادی سل باتری است که با توجه به جریان و ولتاژ مورد انتظار از بسته با چیدمان خاصی به یکدیگر متصل می‌شوند، اظهار کرد: با وجود تعداد زیادی سل در بسته‌باتری، توازن در شارژ و تخلیه هر سل مسئله مهمی است که  عدم رعایت آن موجب کاهش طول عمر بسته‌باتری می‌شود. طراحی و ساخت سیستم‌های مدیریت باتری نیازمند دانش و فناوری پیچیده‌ای در این زمینه است. از سوی دیگر، هر بسته‌باتری، نیازمند شارژر مختص به خود است که محدوده ولتاژ و جریان مناسب را برای شارژ بسته ‌باتری تامین می‌کند.
 
صمیمی ادامه داد: در نیازسنجی تجاری این فناوری توسط بخش خصوصی، مشخص شد که پهپادهای سمپاش کشاورزی به باتری‌های با کیفیت نیازمند هستند که می‌تواند به بهبود کیفیت محصولات کشاورزی کمک موثری کند به همین منظور این پژوهشگاه اقدام به تجاری‌سازی فناوری بسته‌های باتری‌ فضایی، سیستم مدیریت باتری و شارژر، متناسب با نیازهای این‌گونه پهپادها کرده است.
وی با اشاره به اینکه اولین سری بسته ‌باتری‌های طراحی شده توسط این پژوهشگاه با توانایی بیش از 500چرخه شارژ، تخلیه و افزایش بیش از سه برابری طول عمر در مقایسه با بسته‌های‌ باتری تجاری موجود، بیش از ۵۰۰ هکتار زمین کشاورزی سم‌پاشی شود، افزود: با ساخت شارژر چهار پورت همراه سیستم مدیریت باتری، قابلیت شارژ هم‌زمان و کنترل‌شده چهار بسته ‌باتری فراهم شده که از لحاظ قیمت و فناوری در کشور منحصر به فرد است و با کاهش زمان شارژر باتری، موجب افزایش راندمان و سرعت فرآیند سمپاشی می‌شود. 
 صمیمی با بیان اینکه بسته‌های‌باتری‌ برای استفاده در پهپادهای سم پاش 10تا 16 لیتری مناسب است که پس از انعقاد قرارداد تجاری‌سازی با بخش خصوصی، در مرحله تولید قرار دارند، گفت: متقاضیان به همکاری‌ با پژوهشگاه فضایی ایران در زمینه تجاری‌سازی سل و همچنین بسته‌های باتری لیتیوم یونی برای کاربرد در سایر صنایع، می‌توانند با اداره تجاری‌سازی پژوهشگاه فضایی ایران تماس حاصل کنند.

عرضه لپ تاپ حرفه‌ای دل با ۳۰ ساعت شارژ

/در , , , /توسط
 
 
دل خط تولید لپ تاپ‌های حرفه‌ای سری لتیتیود خود را گسترش داده و از عرضه مدل تازه ای از آن به نام لتیتیود ۹۵۱۰ خبر داده است.
 
به نقل از آسین ایج، قرار است رونمایی از این لپ تاپ در نمایشگاه سی ای اس ۲۰۲۰ انجام شود. دل لپ تاپ مذکور را سبک ترین و کوچک‌ترین لپ تاپ ۱۵ اینچی خود برای رفع نیازهای صاحبان مشاغل لقب داده است.
 
دل در این لپ تاپ از فناوری هوش مصنوعی جدیدی استفاده کرده تا روند اجرای برخی دستورها و فرایندها دقیق‌تر و سریع‌تر شود، هر چند در این زمینه اطلاعات بیشتری ارائه نشده است. همچنین با یک بار شارژ می‌توان از لپ تاپ مذکور به مدت ۳۰ ساعت استفاده کرد.
 
علاوه بر مدل ۱۵ اینچی، یک مدل ۱۴ اینچی از لپ تاپ مذکور هم به بازار می‌آید. قرار است در لپ تاپ‌های یادشده از پردازنده‌ای شش هسته‌ای نسل دهم اینتل استفاده شود. قیمت و جزئیات بیشتر در مورد این لپ تاپ ها که هر دو قابل تبدیل به تبلت هم هستند، در آینده نزدیک اعلام می‌شود.

لپ تاپ جدید اچ پی با شارژ ۲۲ ساعته از راه رسید

/در , , , /توسط
 
شرکت اچ پی از تولید یک لپ تاپ جدید از سری اسپکتر خبر داده که به قیمت ۱۴۰۰ دلار روانه بازار خواهد شد.
 
 به نقل از آسین ایج، این لپ تاپ با نام کامل Spectre x۳۶۰ ۱۳، قرار است به طور همزمان در پنجاه شهر جهان به بازار بیاید و به صورت آنلاین هم قابل خریداری خواهد بود.
 
بهره مندی از پردازنده نسل دهم و چهار هسته ای اینتل همراه با فناوری گرافیکی IrisPlus، سازگاری با استاندارد پرسرعت نسل چهارم ۴x۴ Gigabit ال تی ای و شبکه های وای – فای، نمایشگر ۱۳ اینچی فوق دقیق او – لد، فناوری اچ دی آر برای شفاف سازی تصویر و تفکیک بیشتر رنگ ها از جمله امکانات این لپ تاپ است.
 
اچ پی مدعی است با یک بار شارژ کردن باتری این لپ تاپ می توان از آن به مدت ۲۲ ساعت به صورت مداوم استفاده کرد. برای تامین امنیت این لپ تاپ اسکنر اثر انگشت و دوربین مادون قرمز برای آن در نظر گرفته شده است. یک سوئیچ فیزیکی برای خاموش و روشن کردن وبکم هم از جمله امکانات امنیتی لپ تاپ مذکور است.