از فرآیند زرین تبادل یونی در خودرو برقی چه استفاده ای می شود؟

فرآیند رزین تبادل یونی در خودرو برقی در دهه‌های اخیر به عنوان یکی از راه‌حل‌های پایدار برای کاهش آلودگی هوا و اتصال به شبکه‌های انرژی تجدیدپذیر مورد توجه قرار گرفته است.یکی از عناصر اساسی در عملکرد خودروهای برقی، باتری‌های قابل شارژ می‌باشند. ارتقاء عملکرد و بازدهی باتری‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. یکی از تکنولوژی‌هایی که می‌تواند به بهبود کارایی باتری‌های قابل شارژ در خودروهای برقی کمک کند، استفاده از رزین تبادل یونی است. در این مقاله، به بررسی کاربرد رزین تبادل یونی در بهبود عملکرد باتری‌های قابل شارژ خودروهای برقی پرداخته می‌شود.

زمان مطالعه مقاله : 6 دقیقه

فرایند تبادل یونی چیست؟

رزین‌های تبادل یونی موادی هستند که از نظر شیمیایی دارای گروه‌های عملکردی آلی با خاصیت‌های تبادل یونی هستند. این خواص به آن‌ها امکان جذب و تبادل یون‌های مختلف را از محلول‌های آبی فراهم می‌کند. از جمله کاربردهای رزین‌های تبادل یونی می‌توان به تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، و بهبود عملکرد باتری‌ها اشاره کرد.

در صنعت خودروهای برقی برای تامین برق آن ها از باتری های لیتیومی استفاده می کنند اما باتری های لیتیومی دقیقا چه هستند؟

باتری های لیتیوم

باتری های لیتیوم ،به دلیل وزن کم،چگالی انرژی بالا و طول عمر نسبتاً طولانی آن ها جزو باتری های قابل شارژ هستند و برای استفاده ازدستگاه های الکترونیکی مصرفی محبوب شده اند.در دنیای فناوری امروز،باتری های قابل حمل ضروری شده اند و باتری های لیتیوم قابل شارژ بیش از هر زمان دیگری حیاتی هستند. ما برای تأمین انرژی الکترونیک خود، مانند تلفن های همراه ، لپ تاپ و موارد دیگر نیاز به باتری های قابل اعتماد داریم .

آیا با عنصر اصلی تشکیل دهنده باتری های لیتیوم آشنایی دارید؟

باتری لیتیوم-یون یک خانواده از باتری‌های قابل شارژ است که در زمان تخلیه یون‌های لیتیم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و درهنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند.

نحوه شارژ کردن باتری های لیتیوم چگونه است؟

اکنون به این جا می رسیم که چطور فرانید شارژ باتری های لیتومی شروع می شود:

مرحله1.شارژ با جریان ثابت است که در این مرحله باتری تا به زمان اشباع برسد ادامه میابد.

مرحله‌2. اشباع باتری است،باتری به صورت ولتاژ ثابت شارژ می‌شود و تا زمانی که جریان آن صفر شود ادامه دارد و فرایند شارژ باتری تکمیل می شود و مدار شارژر از باتری قطع می شود.

مرحله3.بعد از قطع شارژر از باتری، عمل دشارژ آغاز می شود و باعث می‌شود ولتاژ باتری کاهش یابد و دوباره با وصل شارژر می توان آن را شارژ کرد.

کاربرد رزین تبادل یونی در باتری‌های قابل شارژ

اکنو به بررسی کاربرد رزین های تبادل یونی می پردازیم:

افزایش ظرفیت باتری: یکی از مشکلات اساسی در باتری‌های قابل شارژ خودروهای برقی، ظرفیت محدود آن‌هاست. با استفاده از رزین‌های تبادل یونی، می‌توان ظرفیت باتری را افزایش داد و برداشت بیشتری از انرژی ذخیره‌شده در باتری به دست آورد.

افزایش عمر مفید: باتری‌های خودروهای برقی در طی زمان دچار خرابی و کاهش عمر مفید می‌شوند. استفاده از رزین‌های تبادل یونی به عنوان جداسازی برای الکترودها می‌تواند کاهش تبعیض یونی و تخریب الکترودها را کاهش داده و عمر مفید باتری را افزایش دهد.

افزایش بازدهی شارژ و تخلیه: رزین‌های تبادل یونی می‌توانند عملکرد شارژ و تخلیه باتری‌ها را بهبود بخشند. این به معنای افزایش سرعت شارژ و تخلیه، کاهش افت ولتاژی، و افزایش بازدهی انرژی است که به عملکرد خودروی برقی کمک می‌کند.

فناوری های باتری های قابل شارژ برای خودرو های برقی

قلب یک ماشین الکتریکی باتری آن است.برخلاف باتری های موجود دراکثر اتومبیل ها،که برای روشن کردن موتور و کار با لوازم جانبی مانند رادیو یا تهویه هوا کار می کنند،باتری ماشین الکتریکی همه کارها را انجام می دهد.باتری وسیله ای برای ذخیره انرژی شیمیایی و تبدیل آن انرژی شیمیایی به برق است. یک باتری از یک یا چند سلول الکتروشیمیایی تشکیل شده است که هر کدام از آنها از دو نیمه سلول یا الکترود تشکیل شده است.

از رزین های تبادل یونی کلاته برای از بین بردن مقادیر اندک ناخالصی های کلسیم و منیزیم از کلرید لیتیوم و کربنات ها و برای خمیر (RIP) و برای فلزات پایه (مس،نیکل،کبالت،روی)،برای حذف بور از آب آشامیدنی،بازیابی فلزات گرانبها برای حذف جیوه ، قابل احیا و غیر قابل احیا استفاده می شود و همانطور که به نظر می رسد در بسیاری از صنایع و کاربردها ، رزین نیز در این وسایل نقشی مهم دارد. بسته های باتری EV با رزین پودر اپوکسی پوشانده شده اند که اهداف مختلفی از جمله مقاومت در برابر رطوبت و شیمیایی و همچنین شوک حرارتی و محافظت در برابر ضربه را دارند.

” زرین تبادل یونی الکتریکی” برای پخت سریع برای عایق بندی و دفع گرما طراحی شده اند،ممکن است به عنوان اسپری پودر رزین یا با فرو رفتن در بستر مایع رزین استفاده شوند.همچنین رزین های اپوکسی به طور گسترده ای برای قطعات خودرو و لوازم جانبی استفاده می شود که دوام،مقاومت در برابر رطوبت،چسبندگی بهتر به مواددیگر و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد.

در نهایت،استفاده از رزین‌های تبادل یونی در باتری‌های قابل شارژ خودروهای برقی می‌تواند بهبود‌های چشمگیری در عملکرد و کارایی این خودروها به دنبال داشته باشد. افزایش ظرفیت، افزایش عمر مفید، و افزایش بازدهی شارژ و تخلیه تنها بخشی از مزایای استفاده از این تکنولوژی هستند. با توسعه و بهبود رزین‌های تبادل یونی، می‌توان بهره‌وری و پایداری خودروهای برقی را بهبود بخشید و در راستای حمایت از محیط زیست و کاهش آلودگی هوا قدم برداشت

منابع:

https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/vehicles/electric-car-battery.htm

https://www.purolite.com/blog/DYK–Batteries