در این مقاله از کیان باتری قصد داریم تا درباره باتری حرارتی صحبت کنیم، برای آشنایی با این مدل باتری تا انتها این مطلب همراه ما باشید.
باتری های حرارتی
باتری های حرارتی منبع قابل اعتماد انرژی خاص در نظر گرفته می شوند، آنها باتری های غیر قابل شارژ و یکبار مصرف هستند که می توانند برای مدت طولانی بدون نیاز به تعمیر نگهداری شوند.
این باتری ها را می توان در هر زمانی استفاده کرد و فقط به چند دهم ثانیه زمان نیاز دارد تا برای فعال سازی آماده شوند.
باطری های حرارتی می توانند حتی در محیط های سخت یا آب و هوایی نامساعد کار کنند. ویژگی‌های ذاتی این سلول‌های اولیه دمای بالا می باشد که به عنوان باتریهای ذخیره نیز شناخته می‌شوند، این موضوع به باتری اجازه می‌دهد تا در برابر تنش‌های محیطی شدید، شتاب، لرزش، شوک و چرخش مقاومت کنند.
می توان طراحی این باتری ها را برای ظرفیت با توان بالا مشخص کرد، باطری های حرارتی بسیار ایمن، مستحکم و قابل اعتماد هستند و با این که یک بار مصرف می باشند اما شما این قابلیت را دارید که تا بیست سال از آن ها استفاده کنید.
انواع باتریهای حرارتی
دو نوع باتری حرارتی وجود دارد، باتری های لیتیومی اولیه و باتری های حرارتی چند منظوره سفارشی.
باتری های لیتیومی اولیه قبل از فعال شدن کاملاً بی اثر هستند و تنها منابع انرژی هستند که به طور مداوم در محیط های ناهوار کار می کنند، آنها بدون نیاز به تعمیر و نگهداری می باشند و دارای طول عمر بالایی هستند.
باتری های حرارتی سفارشی و چند منظوره، چندین ولتاژ خروجی را از یک باتری فراهم می‌کنند و برق را فوراً تامین می‌کنند.
مشخصات کلیدی باطری های حرارتی به شرح زیر است:
- توان خروجی از چند وات تا چند کیلووات متغیر است
- محتویات معمولی آن دی سولفید آهن لیتیوم است. الکترولیت درون آن به طور کلی مخلوطی از کلرید پتاسیم و لیتیوم است
- باتری های حرارتی شامل یک الکترولیت نمک فلزی هستند که وقتی در دمای محیط جامد هستند نارسانا هستند.
- هنگامی که باتری های حرارتی با مواد شارژری مخلوط شوند انرژی بسیاری را آزاد می کنند.
باتری های حرارتی چگونه کار می کنند؟
باتری های حرارتی چگالی انرژی نسبتا بالایی را در مقابل حجم ارائه می دهند، آنها را می توان تا 20 سال به راحتی استفاده کرد و نگرانی بابت کمبود انرژی نداشت.
آنها بدون آمادگی در هر محیطی که شما بخواهید کارایی دارند و تقریباً بلافاصله از زمانی که استفاده را آغاز می کنید شروع به تأمین نیرو می کنند.
فن آوری باطری حرارتی از سلول های سری انباشته تشکیل شده است. هر سلول از یک کاتد، یک الکترولیت، یک آند و یک منبع انرژی حرارتی پیروتکنیک تشکیل شده است. طراحی‌های پیشرفته باتری حرارتی از لیتیوم سیلیکون/دی سولفید آهن (LiSi/FeS) استفاده می‌کنند که دارای مزایا زیر هستند:
- بیشترین ظرفیت در واحد حجم
- چگالی توان قابل توجه
- یکنواختی در حین فعال بودن
- سازگاری با طیف وسیعی از محیط ها
بر اساس چگالی توان و حجم مورد نیاز، یک باتری حرارتی ممکن است از یک پشته سری تک سلولی یا دو یا چند پشته موازی سلول سری تشکیل شده باشد. پشته های سلولی کاملاً عایق بندی شده و در یک ظرف فولادی ضد زنگ قرار می گیرند که به طور کامل مهر و موم شده است.
کاربرد های استفاده از باتری حرارتی
کاربرد هایی استفاده از باطری های حرارتی عبارتند از: موشک، بمب، مهمات، برخی از وسایل نقلبه و. . .
باتری های حرارتی دارای ویژگی هایی هستند که آنها را به یک راه حل ایده آل برای مهمات هوشمند و گلوله های توپخانه تبدیل می کند. آن ها به دلیل استحکامتی که دارند برای مقاومت در برابر محیط های سخت و شرایط نگهداری ایده آل هستند.
معمولا در وسایل نقلیه هیربدی از باتری های حرارتی استفاده می شوند که بتوانند برای مدت زمان طولانی کارایی داشته باشند.
باتری اتمی حرارتی برای استفاده در شرایطی که نیاز به عملکرد طولانی مدت بدون شارژ مجدد یا تعویض باتری دارند، ایده آل است.
تعویض باتری ماشین در محل از خدمات رایگان کیان باتری در شهر تهران است!
ترکیبات باطری های حرارتی
باتری های حرارتی پیشرفته از مجموعه ای از سلول های سری تشکیل شده اند. هر سلول از یک کاتد، یک جداکننده الکترولیت، یک آند و یک منبع انرژی حرارتی و پیروتکنیک ساخته شده است.
آند
آند EaglePicher یک مخلوط اختصاصی با لیتیوم به عنوان ماده فعال است. آند به تغییرات اجازه می دهد تا ظرفیت را بر اساس محتوای لیتیوم بالاتر تنظیم کند. درون باتری ها به طور معمول از 44٪ لیتیوم استفاده می کند.
کاتد
دی سولفید آهن که در حال حاضر توسط تمام تولید کنندگان باتری های حرارتی استفاده می شود، با الکترولیت مخلوط می شود تا از جریان در دمای عملیاتی بالاتر و برای استفاده بهتر جلوگیری شود.
الکترولیت
جداکننده الکترولیت باتری یک مخلوط یوتکتیک از نمک های معدنی است که در یک فرآیند اختصاصی با هم ذوب شده و سپس به شکل پودر تبدیل می شوند همچنین یک چسب به این مخلوط همگن اضافه می شود تا در حین مذاب جریان مخالفی ایجاد نشود.
الکترولیت راز ماندگاری طولانی باطری های حرارتی پیشرفته است و یافتن محدوده دمایی که الکترولیت در آن به درستی کار می کند یکی از اهداف اصلی در طراحی باطری حرارتی می باشد.
منبع گرما
منبع گرما مخلوط پودر آهن/پرکلرات پتاسیم همگن است. از مخلوط برای ایجاد اشتعال استفاده می شود.
باتری های حرارتی برای مصارف خانگی
باطری حرارتی از یک اصل ترموشیمیایی استفاده می کند. باتری گرمایی خانه بر اساس دو جزء است: آب و هیدرات نمک
به محض اضافه شدن بخار آب و نمک، آب به نمک متصل می شود و نمک به شکل کریستالی جدید تبدیل می شود. این واکنش که گرما را آزاد می کند، برگشت پذیر است، هنگامی که گرما برای جدا کردن آب از کریستال جدید اضافه می شود، دو جزء اصلی دوباره به دست می آیند.
در واقع این گرما است که ذخیره می شود و تا زمانی که این دو جزء از هم جدا شوند، گرمای ذخیره شده حفظ می شود. این باعث می شود که فرآیندی بدون اتلاف حرارت باشد که به نوبه خود پیش نیاز ذخیره سازی طولانی مدت گرما است. به این ترتیب گرمای زیادی را می توان در حجم کم ذخیره کرد.
اصل دستگاه جدید توسعه یافته به طور کامل از پتانسیل کامپوزیت نمک استفاده می کند. به اصطلاح اصل حلقه بسته خود دستگاه از نظر اندازه جمع و جور باقی می ماند و مقرون به صرفه است. ویژگی منحصر به فرد باطری حرارتی برای خانه این است که یک تکه فناوری مبتکرانه است که تنها با استفاده از چهار جزء کار می کند.
این موضوع و سادگی استفاده از باتری های حرارتی سبب شده است تا گزینه مناسبی برای استفاده در خانه باشند، شرکت های بسیاری در این زمینه فعالیت می کنند و در تلاشند تا بهترین تبدیل را بر روی این باتری ها ایجاد کنند تا بتوان بهترین نتیجه را از آن ها در منزل دید.
مزایا استفاده از باتری های حرارتی
- قادر به تحمل تنش های مکانیکی شدید شتاب، شوک، لرزش و چرخش است
- قابل استفاده در محیط های ناهموار
- خرابی بسیار کم
- بی خطر
- توان و چگالی انرژی بالا
- فعال سازی آنی
- مواد شیمیایی فعال تا زمانی که فعال شوند بی اثر هستند
- ماندگاری طولانی غیرفعال – تا 20 سال
- بدون تعمیر و نگهداری
- طراحی را می توان برای توان یا ظرفیت بهینه کرد.
مروری بر فناوری باتری های حرارتی
در ویدیو زیر می توانید به به صورت خلاصه با فناوری این باتری ها آشنا شوید.
صادرات باتری های حرارتی از ایران در صورت حمایت!
در خصوص این موضوع محمد یاراحمدی رئیس هیئت مدیره طی یک گفتگویی بیان کرد که: باتری ها یکی از از مهم ترین ساخته های بشر می باشند که به عنوان مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی ساخته شده اند.
در این میان یکی از مدل ها باتری که به تازگی بهره وری شده است باطری های حرارتی می باشد که در صنایع مختلفی مثل صنایع نظامی و دفاعی کاربرد دارد.
باتری حرارتی دارای مزایا و کاربرد های بسیار زیادی هستند که بیشتری کاربرد آن ها مربوط به صنایع نظامی می باشد. در دو دهه اخیر استفاده از باتری حرارتی بسیار پیشرفت کرده است.
ایشان در مورد مزایا مهم این باتری ها به این موارد اشاره کرد: وزن و حجم کم، طول عمر بالا، انرژی زیاد، مقاومت مکانیکی و عمکلرد مطلوب هستند. علاوه بر تمامی این موارد این باتری ها غیر قابل شارژ می باشند و زمان عملکردشان بین چند ثانیه و یک ساعت متغیر است.
در مورد معایب این باتری ها هم نیز باید به غیر قابل شارژ بودن و افت ولتاژ اشاره کرد.
فعالیت های ایران در مورد باتری های حرارتی
ایران جزو کشور هایی می باشد که دارنده تکنولوژی ساخت باطری های حرارتی بوده و تاکنون موفقیت های بسیاری در زمینه ساخت این مدل از باطری به دست آورده است.
در صورتی که از این تکنولوژی به خوبی حمایت شود ایران می تواند به یکی از صادر کنندگان باتری های حرارتی تبدیل شود.
هرچند که مبدا ساخت این باتری ها در ابتدا از کشور های دیگر گرفته شده است اما مهندسین ایرانی نیز تلاش های بسیاری در این مورد انجام داده اند و توانسته اند با استفاده از مهندسی معکوس ساخت این باتری ها را به سرانجام برسانند.
امیدواریم که این مقاله برای شما مفید بوده باشد و توانسته باشیم شما را به خوبی با باتری های حرارتی آشنا نماییم.
