توسعه فناوری باتری برای پیشرفت جامعه مدرن بسیار مهم است و همه چیز را از الکترونیک قابل حمل گرفته تا وسایل نقلیه برقی و سیستم های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ تأمین می کند. فیلم رسانا برقی ، محصولی که ما به عنوان تأمین کننده در آن تخصص داریم ، نقش مهمی در کاربردهای باتری ایفا می کند. در این وبلاگ ، کاربردهای مختلف فیلم رسانا برقی را در باتری ها و چگونگی کمک به بهبود عملکرد باتری بررسی خواهیم کرد.
1. مجموعه فعلی آند و کاتد
یکی از کاربردهای اصلی فیلم رسانا الکتریکی در باتری ها به عنوان یک جمع کننده فعلی برای آند و کاتد است. در یک باتری ، جمع کننده فعلی وظیفه جمع آوری و انجام جریان الکتریکی تولید شده در طی واکنشهای الکتروشیمیایی در الکترودها را بر عهده دارد.فیلم رسانا برقیچندین مزیت نسبت به جمع کننده های فعلی سنتی مانند فویل های فلزی ارائه می دهد.
اولا ، هدایت الکتریکی بسیار خوبی دارد. مواد رسانا موجود در این فیلم ، مانند نانولوله های کربن یا پلیمرهای رسانا ، می توانند یک مسیر مقاومت کم برای الکترون ها را فراهم کنند. این مقاومت کم مقاومت داخلی باتری را کاهش می دهد ، که به نوبه خود منجر به راندمان انرژی بالاتر می شود. هنگامی که مقاومت داخلی کم است ، انرژی کمتری به عنوان گرما در طی فرآیندهای بار و تخلیه هدر می رود. در نتیجه ، باتری می تواند بیشتر انرژی ذخیره شده خود را به مدار خارجی تحویل دهد و عملکرد کلی دستگاهی را که قدرت دارد بهبود بخشد.
ثانیا ، فیلم رسانا الکتریکی سبک است. در برنامه هایی که وزن یک عامل مهم است ، مانند الکترونیک قابل حمل و وسایل نقلیه برقی ، استفاده از کلکسیونرهای جریان سبک می تواند وزن کلی باتری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. باتری سبک تر به معنای نیاز به انرژی کمتری برای جابجایی دستگاه ، افزایش نسبت وزن به وزن و افزایش بالقوه دامنه وسایل نقلیه برقی یا عمر باتری دستگاه های قابل حمل است.
سوم ، انعطاف پذیری خوبی دارد. این امر به آن اجازه می دهد تا با شکل ها و اندازه های مختلف الکترودهای باتری مطابقت داشته باشد. در طراحی باتری مدرن ، گرایش به شکل باتری های جمع و جور و سفارشی تر وجود دارد. فیلم رسانا الکتریکی می تواند به راحتی متناسب با این طرح های منحصر به فرد متناسب باشد و باعث توسعه معماری های باتری نوآورانه تر می شود.
2. پوشش جداکننده
جداکننده های باتری مؤلفه های اساسی هستند که از مدارهای کوتاه بین آند و کاتد جلوگیری می کنند در حالی که اجازه عبور یون ها را می دهند. پوشش جداکننده با فیلم رسانا الکتریکی می تواند عملکرد باتری را از چند طریق تقویت کند.
پوشش رسانا می تواند هدایت یونی جداکننده را بهبود بخشد. با ارائه مسیرهای رسانا اضافی برای یون ها ، مقاومت یونی را در باتری کاهش می دهد. این منجر به حمل و نقل سریع تر یون بین آند و کاتد می شود ، که برای کاربردهای پر قدرت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به عنوان مثال ، در وسایل نقلیه برقی ، باتری های پر قدرت برای ارائه شتاب سریع و ترمز احیا کننده لازم است. جداکننده ای که با فیلم رسانا الکتریکی پوشیده شده است می تواند با تسهیل حرکت سریع یون ، به پاسخگویی به این خواسته های بالا و قدرت کمک کند.
علاوه بر این ، پوشش رسانا همچنین می تواند پایداری مکانیکی جداکننده را تقویت کند. در بعضی موارد ، جداکننده ممکن است در طول شارژ و چرخه تخلیه باتری ، استرس مکانیکی را تجربه کند. روکش فیلم رسانا برقی می تواند به عنوان یک لایه تقویت کننده عمل کند و از پاره شدن یا تغییر شکل جداکننده جلوگیری می کند. این قابلیت اطمینان طولانی مدت باتری را بهبود می بخشد و خطر مدارهای کوتاه را کاهش می دهد ، که به طور بالقوه می تواند منجر به خرابی باتری یا حتی خطرات ایمنی شود.
3. جامد - باتری های حالت
باتری های ایالتی به دلیل چگالی انرژی زیاد ، بهبود ایمنی و عمر چرخه طولانی ، آینده فناوری باتری در نظر گرفته می شوند. فیلم رسانا برقی نقش مهمی در توسعه و عملکرد باتری های جامد دارد.
در باتری های حالت جامد ، الکترولیت یک ماده جامد است. یکی از چالش های فناوری باتری جامد ، دستیابی به تماس خوب بین الکترودها و الکترولیت جامد است. فیلم رسانا الکتریکی می تواند به عنوان یک لایه رابط بین الکترودها و الکترولیت جامد استفاده شود. این می تواند تماس الکتریکی بین این مؤلفه ها را بهبود بخشد و مقاومت در برابر تماس را کاهش دهد. این امر برای انتقال بار کارآمد بین الکترودها و الکترولیت بسیار مهم است ، که برای عملکرد مناسب باتری جامد - حالت ضروری است.
علاوه بر این ، فیلم رسانا الکتریکی می تواند به تثبیت رابط جامد - الکترولیت کمک کند. در طی چرخه بار و تخلیه باتری ، رابط بین الکترودها و الکترولیت جامد می تواند دچار تغییرات شیمیایی و ساختاری شود. این تغییرات می تواند منجر به تشکیل لایه های مقاومت شود که باعث افزایش مقاومت داخلی باتری و کاهش عملکرد آن می شود. فیلم رسانا می تواند به عنوان یک لایه محافظ عمل کند و از تشکیل این لایه های مقاومت جلوگیری می کند و یک رابط پایدار را در طول عمر باتری حفظ می کند.
4. مدیریت حرارتی باتری
مدیریت گرما جنبه مهمی از عملکرد باتری است. گرمای بیش از حد می تواند عملکرد باتری را کاهش دهد ، عمر چرخه آن را کاهش دهد و حتی خطرات ایمنی را نیز ایجاد کند. از فیلم رسانا الکتریکی می توان در سیستم های مدیریت حرارتی باتری استفاده کرد.
ماهیت رسانا فیلم به آن اجازه می دهد تا به عنوان یک لایه گرما عمل کند. این می تواند به از بین رفتن گرمای تولید شده در طی فرآیندهای بار و تخلیه کمک کند. با پخش گرما به طور مساوی در سطح باتری ، شیب دما را در باتری کاهش می دهد. توزیع دمای یکنواخت تر به جلوگیری از لکه های داغ کمک می کند ، که می تواند باعث تخریب باتری شتاب شود.
علاوه بر این ، فیلم رسانا الکتریکی می تواند با سایر مؤلفه های مدیریت حرارتی مانند غرق گرما یا صفحات خنک کننده ادغام شود. انعطاف پذیری و سهولت ادغام آن ، آن را به یک ماده مناسب برای ایجاد راه حل های کارآمد مدیریت حرارتی تبدیل می کند. به عنوان مثال ، می توان از آن برای اتصال سلولهای باتری به سیستم خنک کننده استفاده کرد و اطمینان حاصل کرد که گرما به سرعت و کارآمد از سلول ها منتقل می شود.
5. سنسورها در باتری ها
باتری ها سیستم های پیچیده ای هستند و نظارت بر وضعیت شارژ آنها ، وضعیت سلامت و سایر پارامترها در زمان واقعی مهم است. از فیلم رسانا الکتریکی می توان برای ایجاد سنسورها در باتری استفاده کرد.
فیلم های رسانا می توانند برای تغییر خصوصیات الکتریکی خود در پاسخ به تغییر در محیط باتری طراحی شوند. به عنوان مثال ، آنها می توانند نسبت به دما ، فشار یا غلظت برخی از گونه های شیمیایی خاص در باتری حساس باشند. با نظارت بر این تغییرات در خصوصیات الکتریکی ، می توان اطلاعات ارزشمندی در مورد وضعیت باتری بدست آورد.
این سنسورها می توانند مستقیماً در ساختار باتری ادغام شوند و ارزیابی دقیق تر و واقعی تر از وضعیت باتری را ارائه دهند. این اطلاعات می تواند برای بهینه سازی فرآیندهای شارژ و تخلیه ، جلوگیری از شارژ بیش از حد یا بیش از حد - تخلیه و بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان کلی باتری استفاده شود.
پایان
ما به عنوان تأمین کننده فیلم رسانا برقی ، ما از برنامه های کاربردی بیشمار و مزایای بالقوه محصول خود در صنعت باتری هیجان زده هستیم. از بهبود جمع آوری فعلی و عملکرد جداکننده گرفته تا تقویت مدیریت حرارتی و فعال کردن سنجش باتری ، فیلم رسانا الکتریکی نقش مهمی در توسعه فن آوری های پیشرفته باتری بازی می کند.
اگر علاقه مند به کاوش در استفاده از فیلم رسانا الکتریکی در محصولات باتری خود هستید ، ما شما را تشویق می کنیم تا برای بحث دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا بهترین راه حل های متناسب با نیازهای خاص شما را در اختیار شما قرار دهند. این که آیا شما یک تولید کننده باتری ، محقق یا توسعه دهنده دستگاه های باتری هستید ، ما مشتاقانه منتظر هستیم تا با شما همکاری کنیم تا آینده فناوری باتری را به جلو سوق دهیم.
منابع
- Arora ، P. ، & Zhang ، Z. (2004). جداکننده های باتری. بررسی های شیمیایی ، 104 (10) ، 4419 - 4462.
- Goodenough ، JB ، & Kim ، Y. (2010). چالش های باتری های قابل شارژ LI. شیمی مواد ، 22 (3) ، 587 - 603.
- Manthiram ، A. (2017). چشم انداز باتری های لیتیوم - یونی برای وسایل نقلیه برقی. مجله انجمن الکتروشیمیایی ، 164 (14) ، A3033 - A3044.