راه حل جدید دانشمندان برای ارتقاء ظرفیت باتری‌های لیتیومی

باتری های نسل بعدی می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند، اما یکی از طرح‌هایی که دانشمندان امید زیادی به آن دارند، استفاده از فلز لیتیوم است.

به گزارش تکناک، چگالی و انرژی عالی این ماده می‌تواند انرژی باتری‌ تلفن‌های هوشمند را برای روزهای متوالی تامین کند و دانشمندان کره ای با طراحی یک الکترولیت جدید که می‌تواند توسط میدان‌های مغناطیسی خارجی کنترل شود، آنها را کمی به واقعیت نزدیک‌تر کرده اند.

باتری لیتیوم-فلزی باتری ای است که می تواند این ماده را به جای گرافیت و مس مورد استفاده در آند باتری های لیتیوم یون امروزی جایگزین کند. این می‌تواند آندهای کوچک‌تر و سبک‌تر با چگالی انرژی بسیار بالاتر را ایجاد کند، که می‌تواند باعث شود گوشی‌های هوشمند هر هفته به شارژ بسیار کمتری نیاز داشته باشند یا خودروی الکتریکی با هر بار شارژ بسیار دورتر حرکت کند.

اما یکی از مشکلاتی که محققان همچنان با آن مواجه هستند، رشد برآمدگی های شاخک مانند روی آند به نام دندریت است که به سرعت باعث از کار افتادن باتری می شود. روش های مختلفی برای حل کردن این مشکل توسط دانشمندان ارائه شده و اکنون تیمی در موسسه علم و فناوری Daegu Gyeongbuk ایده درخشان دیگری را ارائه کرده اند.

دانشمندان با طراحی مجدد محلول الکترولیت که یون ها را بین آند و کاتد، الکترود باتری، حمل می کند، به حل مشکل نزدیک شده اند. آنها با بهبود روش انتقال یون ها در این محیط، به این موضوع نزدیک شدند و هدفشان این بود که این فرآیند را سریعتر و همگن تر کنند تا دندریت های احتمالی را از بین ببرند.

این تیم نانوذرات مغناطیسی را به محلول الکترولیت اضافه کردند که باعث می‌شود این محلول به یک میدان مغناطیسی واکنش داشته باشد و آن را قادر می‌سازد تا الکترولیت ساکن را به یک الکترولیت پویا تبدیل کند. نتیجه این کار، کاشت سریع و یکنواخت هسته های لیتیوم است که از تشکیل دندریت جلوگیری می کند. در یک سیستم باتری مفهومی، تیم توانست این را با نرخ شارژ بالا با چرخه ثابت نشان دهد.

با توجه به این نتایج اولیه، تیم بر این باور است که فناوری آن می‌تواند برای بهبود چشمگیر قابلیت اطمینان و طول عمر باتری‌های لیتیوم فلزی مورد استفاده قرار گیرد، و توجه داشته باشید که می‌تواند در صورت استفاده از سایر الکترولیت‌ها نیز همین اثر را داشته باشد.

پروفسور لی هونگ کیونگ، نویسنده این مطالعه گفت: این یک سیستم الکترولیت مفهومی جدید است که می‌تواند الکترولیت دینامیکی ایجاد کند که قبلاً هرگز آزمایش نشده است و الگوی تحقیقات الکترولیت را از طریق نانوذرات مغناطیسی تغییر دهد. می‌توان نتایج این تحقیق را بلافاصله در سیستم‌های مختلف الکتروشیمیایی با استفاده از الکترولیت‌های مایع به کار برد.