خبر کامل
عایق حرارتی ۱۳۰۰ درجه‌ای چینی‌ها: گامی بلند در ایمنی باتری خودروهای الکتریکی
پیشرفت چشمگیر چین در ایمنی باتری: معرفی عایق حرارتی ۱۳۰۰ درجه‌ای برای خودروهای الکتریکی
نشریه «ساینس اند تکنولوژی دیلی» گزارشی از یک دستاورد تحقیقاتی مهم در چین منتشر کرده است: توسعه یک عایق حرارتی ۱۳۰۰ درجه‌ای برای باتری‌های لیتیومی. این «دیوار آتش» که توسط تیمی از دانشگاه فناوری نانجینگ ابداع شده، گامی بلند در جهت افزایش ایمنی باتری خودروهای الکتریکی محسوب می‌شود. این پیشرفت در حالی رخ می‌دهد که فناوری‌های جدیدی مانند آئروژل‌ها در حال بهبود مقاومت حرارتی باتری‌ها هستند و باتری‌های لیتیوم آهن فسفات و سدیم-یون در حال تسلط بر صنعت باتری هستند.
کاهش خطرات و شکاف‌های ایمنی با آئروژل سیلیکا
ماده جدید معرفی شده توسط محققان چینی، یک ورق عایق از جنس آئروژل سیلیکا است. هدف اصلی این ورق، کند کردن روند انتقال حرارت بین سلول‌های باتری لیتیوم-یون در هنگام پدیده فرار حرارتی است. در این شرایط، دمای یک سلول در عرض چند ثانیه به شدت افزایش یافته و به سلول‌های مجاور سرایت می‌کند که می‌تواند منجر به حوادث خطرناک شود.
در آزمایش‌های صورت گرفته، یک ورق ۲.۳ میلی‌متری از این عایق به مدت ۵ دقیقه در معرض دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار گرفت و موفق شد دمای سمت دیگر را کمتر از ۱۰۰ درجه نگه دارد. این ماده قادر است خاصیت عایق بودن خود را تا دو ساعت حفظ کند. در مقایسه، عایق‌های آئروژلی پیشین تنها تا دمای ۳۰۰ درجه کارایی داشتند که بسیار کمتر از بازه دمای ۶۵۰ تا ۱۰۰۰ درجه‌ای است که هنگام فرار حرارتی سلول‌های باتری رخ می‌دهد. نسخه جدید عایق حرارتی، توانسته است تحمل حرارتی را از ۶۵۰ درجه به ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد ارتقا دهد.
بهبود تولید و ارتقای عملکرد
ساختار آئروژل از شبکه نانو با سوراخ‌های فراوان تشکیل شده است که ۹۹ درصد آن را هوا تشکیل می‌دهد. همین ویژگی باعث محدود شدن رسانایی گرما می‌شود. تیم تحقیقاتی چینی با تقویت ساختار آئروژل و تنظیم شرایط کاتالیزور در طول فرآیند سنتز، مقاومت حرارتی آن را به طور قابل توجهی بهبود بخشیده‌اند.
یکی از مشکلات مهم آئروژل‌ها، شکنندگی آن‌هاست. تیم تحقیقاتی با تغییر مهندسی این ماده، پایداری ساختاری آن را افزایش داده و تراکم‌پذیری کشسانی آن را به بیش از ۹۰ درصد رسانده‌اند. این ویژگی برای باتری‌ها که سلول‌ها در آن‌ها به طور مداوم منبسط و منقبض می‌شوند، کاملاً ایده‌آل است.
محققان برای رفع چالش‌های تولید، از بهینه‌سازی فرآیند خشک‌کردن به کمک دی‌اکسید کربن فوق‌بحرانی (Supercritical CO2) استفاده کردند. با بازیابی بیش از ۹۹.۵ درصد حلال اتانول، کارایی تولید افزایش یافته و هزینه‌های مواد اولیه نیز نصف شده است. این تغییرات، امکان ارتقای تولید از مقیاس آزمایشگاهی به تولید صنعتی را فراهم کرده است.
عایق حرارتی آئروژلی هم‌اکنون در سیستم باتری شرکت‌های بزرگ چینی نظیر CATL، بی‌وای‌دی، سان‌گرو و شیائومی درحال استفاده است. علاوه بر خودروهای الکتریکی، این فناوری در صنایع هوافضا و محیط‌های صنعتی با دمای بالا نیز کاربرد دارد.
چشم‌انداز سیاست‌گذاری و داده‌های بازار
در پانزدهمین برنامه توسعه پنج‌ساله چین، مواد پیشرفته و انرژی‌های نو به عنوان بخش‌های استراتژیک کشور تعریف شده‌اند. به همین دلیل انتظار می‌رود عایق‌های حرارتی آئروژلی از یک قطعه سفارشی و گران‌قیمت، به استاندارد فراگیر صنعت باتری تبدیل شوند.
سلطه باتری‌های LFP در بازار چین
داده‌های به دست آمده از بازار خودروهای الکتریکی در چین، نشان می‌دهد که سلطه باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (LFP) در این کشور همچنان ادامه دارد. در مارس ۲۰۲۶، کل ظرفیت نصب‌شده باتری‌ها به ۵۶.۵ گیگاوات ساعت رسید که باتری‌های LFP با ظرفیت ۴۵.۸ گیگاوات ساعت، سهمی ۸۱.۱ درصدی از این بازار را به خود اختصاص دادند.
در سوی دیگر، باتری‌های سه‌تایی نیکل-کبالت-منگنز (NMC) تنها ۱۰.۷ گیگاوات ساعت از بازار سهم داشتند که نشان‌دهنده رشد ۷ درصدی نسبت به سال گذشته است. آمار نصب باتری نسبت به سال گذشته با کاهش ۰.۲ درصدی، تقریباً ثابت باقی مانده است. این موضوع نشان می‌دهد تقاضا به ثبات رسیده و ترکیب بازار همچنان به شدت به نفع باتری‌های LFP است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
