باتری های گرافینی

باتری های گرافینی چیست و چه کاربردی در ابزارها دارد ؟

باتری های گرافینی دارای ساختاری هستند که می تواند محدودیت شارژ دهی باتری های دستگاه های هوشمند را از بین ببرند و استفاده از این دستگاه ها را برای کاربر ساده تر کنند. با نگاهی به فناوری استفاده شده در گوشی های هوشمند امروزی می توانیم رضایت خود را اعلام کنیم، با این وجود مشگل عمده ای که وجود دارد این است که کاربران معمولاً از مدت کوتاه شارژ دهی باتری شکایت دارند.

کاربران به دنبال این هستند که با یک بار شارژ کردن گوشی بتوانند از آن برای چند روز استفاده کنند.

این رویا ممکن است با تولید باتری‌های گرافینی، که یک دستاورد جدید است، به واقعیت تبدیل شود.

مسأله ای که باعث می شود ما تأسف بخوریم این است که چرا امروزه از این باتری ها در دستگاه هایی که استفاده می کنیم، دیده نمی شود. البته باید بگوییم که این موضوع در حال بررسی است. به زودی شاهد این موضوع هستیم که باتری‌های لیتیوم یونی فعلی با باتری های گرافینی جایگزین شده و فناوری دنیا را متحول کند.

باتری های گرافینی / Battery

فناوری باتری‌های گرافینی سال ها ست که در حال بررسی است، اما خبر خوب این است که این پروسه مسیر اصلی خود را طی کرده و کامل شده است.

البته هنوز هم این فناوری تجاری نشده و باید کمی بیشتر برای تولید انبوه آن صبر کنیم.

در این مقاله سعی داریم کاربرد و اهمیت این باتری ها را برای شما شرح دهیم.

گرافین چیست؟

قبل از اینکه بخواهیم باتری های گرافینی را به شما معرفی کنیم بد نیست در مورد ساختار گرافین و عملکرد آن برای شما مطالبی را ارائه دهیم. گرافین در واقع یکی از ترکیب های کربن است که آرایش شش ضلعی و لانه زنبوری دارد. یکی از مواردی که یک ترکیب گرافین را از بقیه ترکیبات متمایز می کند، لایه های گرافین هر کدام به قطر یک اتم می باشند. البته بر این حساب می توان گفت گرافین یک ورقه دو بعدی است که ویژگی های جذابی را برای این ترکیب به همراه دارد که عبارتند از :

  •  رسانایی الکتریکی عالی
  • رسانایی گرمایی عالی
  • انعطاف ‌پذیری زیاد
  • استحکام بالا
  • سبک بودن

البته  مهمترین عاملی که سازندگان باتری را به سمت این ماده کشاند؛ رسانایی بالای الکتریسیته و گرما بود که حتی از رساناترین فلز که مس می باشد، بهتر عمل می کند.

باتری گرافینی battery

باتری های گرافینی چیست ؟

این باتری ها که اساس تولیدشان گرافین است، از مزایای گرافین به شکل های مختلف بهره برده اند.

یکی از مزایایی که این ماده در باتری های گرافینی دارد، استفاده به عنوان ابر خان می باشد.

ابر خازن ها مثل باتری های سابق انرژی را در خود ذخیره می کنند و در هنگام نیاز با سرعت بالایی که در ذخیره انرژی نیز دیده می شود، تخلیه گردد. البته هنوز یک روش اقتصادی به صرفه برای تولید انبوه لایه های فوق العاده نازک گرافین برای استفاده در باتری های گرافینی و دیگر فناوری های وابسته به آن پیدا نشده است.

از این صحبت می توان متوجه شد که تولید گرافین دارای هزینه های زیادی است.

در خصوص تولید گرافین و باتری های گرافینی مقرون به صرفه تحقیقاتی در حال انجام شدن است.

برای اولین بار در سال 2017 شرکت سامسونگ در مورد تولید باتری های گرافینی خبر داد. البته هنوز هم خبر مهمی در این زمینه منتشر نشده و فقط تسلا موتورز در این زمینه برای استفاده در خودروهایش علاقه نشان داده است.

باتری های گرافینی در مقابل لیتیوم – یونی :

اجزاء باتری های گرافینی هم مانند باتری های لیتیوم یونی است. این باتری ها نیز دارای دو سطح رسانا هستند که دارای مواد پوشاننده متخلخل بوده و که اطراف آن ها را محلول الکترولیتی احاطه کرده است. البته به علت تفاوت در جنس متریال با وجود شباهت های ساختمانی که دارند، دارای ویژگی های متفاوتی هستند.

مزایای باتری های گرافینی  عبارتند از :

رسانایی :

یکی از مزایای باتری های گرافینی به باتری های لیتیوم یونی رسانایی الکتریکی آن هاست. رسانایی خوبی که این باتری ها دارند، باعث می شود که هم سریعتر شارژ شوند و هم جریان بیشتری را در باتری ارائه دهند. این دو ویژگی هم برای باتری هایی که در خودرو ها استفاده می شوند مفید است هم برای انتقال شارژ یک دستگاه به دستگاه دیگر کاربرد دارد. علاوه بر این باتری گرافینی رسانایی گرمایی بالایی دارد، که امکان استفاده از این باتری را در دمای پایین به کاربر می دهد. موارد استفاده از این باتری های در گوشی های موبایل باریک در دمای بسیار پایین است که عمر باتری افزایش پیدا می کند.

وزن باتری های گرافینی :

همانطور که گفتیم متریال این باتری ها گرافین است که قطر کمی دارد و به همین دلیل این باتری ها هم وزن کمی دارند و نازک هستند.

این دو ویژگی باعث می شود که بتوان از آن باتری با ظرفیت بسیار بالا تولید نمود.

در مورد باتری های لیتیومی بد نیست بدانید هر یک کیلوگرم از آن ها 180 وات ساعت انرژی در خود ذخیره می کنند که در باتری های گرافینی به 1000 وات ساعت نیز می رسد.

باتری های گرافینی

امنیت باتری های گرافینی :

یکی از مهمترین مزیت های باتری های گرافینی به لیتیومی امنیت بالای آن است.

البته باتری های لیتیومی منیز از نظر امنیت عملکرد خوبی را از خود نشان دادند، اما در برخی موارد هم خرابی هایی از آن ها به جا ماند که عبارتند از :

  • گرم شدن بیش از اندازه
  • شارژ کردن بیش از حد
  • سوراخ ‌شدن باتری‌
  • آتش گرفتن

این موارد در باتری های لیتیوم – یونی موجب می شد فرآیند شیمیایی به درستی انجام نشود.

از مزایای باتری های گرافینی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • پایدارتر
  • انعطاف‌پذیرتر
  • مستحکم ‌تر
  • مقاومت بالاتر

با تمام این حرف ها نگران انتخاب بین باتری های کرافینی و لیتیوم یونی نباشید؛ زیرا باتری های لیتیوم یونی می توانند با استفاده از گرافین کارایی بهتری در رسانای کاتدی از خود نشان دهند. نام این باتری را باتری ‌های ترکیبی اکسید گرافین – فلز می گذارند.

مشخصات این باتری های گرافین – فلز  عبارتند از :

  •  وزن کمتر
  • سرعت شارژ بالاتر
  • ظرفیت ذخیره‌ی نیروی بیشتر
  • عمر طولانی ‌تر

به احتمال زیاد اولین باتری های گرافین از نوع ترکیبی به تولید انبوه برسد.

باتری‌ های گرافینی در گوشی ‌های هوشمند :

استفاده از این باتری ها در گوشی های هوشمند تمامی مزایایی که پیش تر گفتیم را به همراه خواهد داشت. علاوه بر این گوشی در مدت زمان کمتری شارژ خواهد شد و شارژ خود را به مدت 1 الی 2 روز نگه خواهد داشت که البته ممکن است بیشتر باشد.

گوشی هایی که دارای باتری های گرافینی هستند سبک‌ تر و باریک ‌تر تولید می شوند.

این گوشی ها با ظرفیت باتری 60 درصد بیشتر و کارایی بهتر تولید می شوند و از آنجایی که باتری حرارتی تولید نمی کند، خنک تر می مانند و عمر دستگاه نیز افزایش می یابد و تعویض باتری و کاهش کارایی دستگاه را به همراه ندارند.

باتری های گرافینی و شارژر بیسیم معکوس / Reverse Wireless Charging

همان طور که گفته شد باتری های گرافینی دارای ظرفیت بالایی هستند و ظرفیت ذخیره دستگاه هایی که از آن ها استفاده می کنند نیز بالاست.

این باتری می تواند جریان سریع بین دو دستگاه (گوشی و شارژر بی سیم) ایجاد نماید.

این تکنولوژی هنوز در دسترس ما قرار نگرفته است اما امید داریم به زودی بتوانیم پیشرفت هایی در این زمینه مشاهده نماییم.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا