خانه / علم و فناوری / دیجیتال / پیشرفت چشمگیر در ساخت باتری لیتیوم یون با استفاده از «ماده رؤیایی»
پیشرفت چشمگیر در ساخت باتری لیتیوم یون با استفاده از «ماده رؤیایی»

پیشرفت چشمگیر در ساخت باتری لیتیوم یون با استفاده از «ماده رؤیایی»

محققان نوع جدیدی از باتری لیتیوم یون را طراحی کرده اند که در قسمت آند آن فلز خالص لیتیوم به کار رفته و مشکل اتصال کوتاه و آتش گرفتن را ندارد.

دانشمندان دانشگاه ایالتی واشنگتن (Washington State University) معتقدند عملکرد باتری های لیتیوم یون را می توان با استفاده از فلز لیتیوم در الکترود منفی (آند) ارتقاء بخشید.

البته استفاده امن از این ماده که توسط محققان «ماده رؤیایی» نامیده شده، تا پیش از طراحی باتری جدید با مشکلاتی همراه بوده است. حال محققان دانشگاه یاد شده طرح جدیدی ابداع کرده اند که در آن لایه ای در اطراف لیتیوم شکل گرفته و از آتش گرفتن باتری جلوگیری می کند.

ساخت باتری لیتیوم یون جدید با آند فلزی لیتیوم

یون های لیتیوم حین پر و خالی شدن باتری لیتیوم یون بین الکترودها (آند و کاتد) حرکت می کنند. آند باتری های فعلی از ترکیب گرافیت و مس تشکیل شده که به عقیده محققان می توان به جای آنها از ماده بهتری استفاده کرد.

به گفته یکی از محققان دانشگاه واشنگتن، فلز خالص لیتیوم بالاترین چگالی انرژی را در بین تمام مواد جامد داشته و استفاده از آن در قسمت آند، شارژدهی باتری های لیتیوم یون را دو برابر افزایش داده و ظرفیت آنها را نیز به طور چشمگیری بالا می برد.

تا پیش از این به کارگیری فلز لیتیوم در آند باتری های لیتیوم یون به دلیل مشکل اتصال کوتاه و آتش گرفتن، با شکست مواجه شده است. رفت و برگشت یون های لیتیوم بین کاتد و آندِ فلزی لیتیوم، سبب شکل گیری زائده های رشته مانندی به نام دندریت (dendrites) در سطح آند می شود. این بیرون زدگی های رشته مانند باعث اتصال کوتاه و آتش گرفتن باتری و همچنین زودتر خالی شدن آن می شوند.

محققان برای رفع این مشکل قسمت کاتد باتری را از کربن متخلخل که با ماده شیمایی غیر سمی «سلنیوم دی‌سولفید» (selenium disulfide) پر شده، ساخته و به محلول الکترولیت باتری مواد مخصوصی اضافه کردند. این کار سبب شکل گیری لایه ای محافظ در اطراف آند می شود که با تراکم، خاصیت رسانایی مناسب و قدرت بالا از شکل گیری دندریت های خطرناک جلوگیری می کند. به گفته محققان این باتری در عین حفظ بهره وری بالا قابلیت ۵۰۰ بار شارژ شدن را دارد.

جوابی بنویسید