معهد تشينغداو للطاقة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم يطور أنود سبيكة معدنية لبطارية صلبة بالكامل يمكن شحنها وتفريغها في 72 ثانية

2026-07-16 11:47
المفضلة

أخبار ar.wedoany.com، طرح فريق البحث بقيادة وو جيان فاي من معهد تشينغداو للطاقة الحيوية وعمليات الطاقة الحيوية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم مفهوم تصميم شبكة التوصيل المشترك للإلكترونات والأيونات، مما يوفر نموذجًا جديدًا لتصميم المواد لكسر عنق الزجاجة في الشحن فائق السرعة للبطاريات الصلبة بالكامل.

تُعتبر بطاريات الكبريتيد الصلبة بالكامل، بفضل كثافتها العالية للطاقة وسلامتها الممتازة، اتجاهًا مهمًا لتطوير الجيل القادم من بطاريات الطاقة، كما أنها تمثل نقطة ارتكاز استراتيجية في المنافسة العالمية على تقنيات الطاقة الجديدة. أثناء عمليات الشحن والتفريغ بمعدلات عالية، تترابط مشاكل مثل بطء نقل الإلكترونات في الأنود، ومحدودية انتشار أيونات الليثيوم، والتدهور المستمر للواجهة الصلبة-الصلبة، ونمو التشعبات، مما يقيد بشدة أداء المعدل وعمر الدورة للبطاريات الصلبة بالكامل، ويشكل عنق الزجاجة العلمي الرئيسي في هذا المجال.

رسم تخطيطي لبنية الأنود المركب ASZ@Li. الصورة مقدمة من: معهد تشينغداو للطاقة الحيوية وعمليات الطاقة الحيوية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم

لمواجهة هذا التحدي، اقترح فريق البحث في معهد تشينغداو للطاقة استراتيجية تصميم شبكة التوصيل المشترك للإلكترونات والأيونات (EICN)، وطوّر أنود سبيكة رباعية جديدة من Li–Al–Si–Zn (ASZ@Li). يتكون أنود السبيكة هذا من أطوار متعددة: ألومنيوم الليثيوم، زنك الليثيوم، وسيليكون الليثيوم. يشكل طور ألومنيوم الليثيوم مسارات مستمرة لنقل الإلكترونات؛ ويظهر طور زنك الليثيوم ألفة عالية جدًا لليثيوم، ليعمل كقنوات سريعة وموحدة لنقل أيونات الليثيوم؛ بينما تكون منطقة السيليكون الغنية مسؤولة عن تخزين الليثيوم بشكل عكسي وامتصاص التغيرات الحجمية. يحقق التآزر بين هذه الأطوار الثلاثة تكاملًا بين التوصيل الإلكتروني، ونقل الأيونات، والاستقرار الهيكلي. بالإضافة إلى ذلك، يُظهر أنود السبيكة هذا استقرارًا كيميائيًا وكهروكيميائيًا ممتازًا تجاه إلكتروليت الكبريتيد، مما يلغي الحاجة إلى بناء طبقة حماية واقية اصطناعية للواجهة الصلبة-الصلبة، وبالتالي يبسط تصميم الواجهة وعملية التصنيع للبطاريات الصلبة بالكامل.

بفضل تصميم هيكل EICN، أظهرت البطارية الصلبة بالكامل، عند إقران أنود سبيكة ASZ@Li مع كاثود عالي النيكل Ni90، أداءً عاليًا للمعدل عند درجة حرارة 55 درجة مئوية، حيث استغرقت 72 ثانية فقط لإكمال دورة شحن وتفريغ كاملة واحدة، وحافظت على سعة عالية بعد آلاف الدورات، مما يشير إلى إمكاناتها للتطبيق العملي.

من خلال مزيد من البحث، تمكن الفريق العلمي من توضيح آلية العمل العميقة لشبكة التوصيل المشترك للإلكترونات والأيونات. وجدت الدراسة أن إضافة الألومنيوم تعزز بشكل فعال قدرة المادة على التوصيل الإلكتروني، بينما يعزز الزنك ألفة المادة لليثيوم ويخفض حاجز هجرة أيونات الليثيوم، ويعملان معًا على تحقيق النقل السريع والمشترك للإلكترونات وأيونات الليثيوم.

أوضح الباحث وو جيان فاي من معهد تشينغداو للطاقة أن هذا التصميم يقلل بشكل أساسي من مقاومة الواجهة، ويمنع تحلل إلكتروليت الكبريتيد ويحافظ على بنية واجهة مستقرة، مما يعزز استقرار دورة البطارية الصلبة بالكامل في ظل ظروف المعدل العالي.

تم تجميع هذه الأخبار القصيرة وإعادة نشرها من للمعلومات من الإنترنت العالمي والشركاء الاستراتيجيين، وهي مخصصة فقط للقراء للتواصل، إذا كان هناك أي انتهاكات أو مشاكل أخرى، فيرجى إبلاغنا في الوقت المناسب، وسنقوم بتعديلها أو حذفها. يُمنع منعًا باتًا إعادة نشر هذه المقالة دون إذن رسمي. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com

المنتجات ذات الصلة

سلسلة PCS-901 من أجهزة حماية متكاملة لخطوط نقل الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي (EHV/UHV) - Nanjing NR Electric Co., Ltd.
محول طاقة ذات لف مزدوج 220 كيلو فولت مع مغير تيار خارج الدائرة - Zhenjiang Jiangshan Transformer Co., Ltd.
HI-PRO-AEM نظام إنتاج الهيدروجين الأخضر عالي الكفاءة - Hydrizon Technology (Beijing) Co., Ltd.
خزائن تخزين الغاز ذات الغشاء المزدوج - Hebei Zhaoyang Environmental Technology Co., Ltd.
معدات المفتاح المعزولة بالغاز والمغلقة بالمعادن (GIS) 40.5kV-1100kV - Henan Pinggao Electric Co., Ltd.
جهاز نزع الهواء من الفيلم الدوار - QINGDAO CHANGNING BOILER THERMAL POWER EQUIPMENT CO., LTD.
خلية شمسية N-type TOPCon ثنائية الوجه HG183 - Sichuan Sunsync Photovoltaic Technology Co., Ltd.
محطة عاكس صندوق الطاقة الشمسية - QINGDAO TGOOD ELECTRIC CO., LTD.
المحول الكهربائي ODFS-334000/500 - Harbin Transformer Limited Liability Company
برج فولاذي بزاوية تيار مستمر Uhv  (±1100kV) - Henan Dingli Pole & Tower Co., Ltd.
FY06B-7kW كومة قصيرة من الجرافيت في خلية الوقود - FENERGY Technology Co., LTD.
غلاية برج إعادة التسخين فائق الحرج بقدرة 1000MW/1200MW -  SHANGHAI BOILER WORKS CO., LTD.
قراءات ذات صلة
غرينيرجي تُكمل بيع مشروع غابرييلا بقيمة مؤسسية تبلغ 475 مليون دولار أمريكي
2026-09-03
شركة Amprius الأمريكية تطرح بطارية بكثافة طاقة 500 واط/كغ، والتسليم في الربع الرابع من 2026
2026-09-03
جامعة ناغويا اليابانية تسجّل رقمًا قياسيًا في توصيلية إلكتروليت أكسيد الفلوريد بـ 16.3 ملي سيمنز/سم
2026-09-03
الاتحاد الأوروبي يوافق على آلية السعة الألمانية لتدخل حيز التنفيذ في 2031 وبقيمة تصل إلى 35.2 مليار يورو
2026-09-03
الاتحاد الأوروبي يوافق على خطة استثمار بقيمة 2 مليار يورو لصندوق إزالة الكربون من الجزر اليونانية
2026-09-03
آيرينا: بوركينا فاسو وأربع دول أخرى في غرب أفريقيا تحتاج إلى 2.25 جيجاواط/ساعة من تخزين البطاريات لتوفير الكهرباء الشامل بحلول عام 2030
2026-09-03
كاناديان سولار تشحن 3.7 جيجاواط/ساعة من بطاريات تخزين الطاقة في الربع الثاني من عام 2026
2026-09-03
حصول مشروع تخزين الطاقة الأسترالي هيدروستور بقدرة 200 ميجاواط على موافقة الاتصال بالشبكة الكهربائية
2026-09-03
بلو ليف إنيرجي ويونيفرسال بيك تبرمان اتفاقية تمويل لمشروع نظام تخزين الطاقة بالبطاريات في ماليزيا
2026-09-03
بدء أعمال إنشاء مشروع تخزين الطاقة الألماني بسعة 1.6 جيجاواط/ساعة الذي تنفذه شركة هيبيرسيست الصينية
2026-09-02