عمر طولانی‌تر باتری‌های لیتیوم یونی به زودی امکان‌پذیر خواهد بود


گروهی از دانشمندان مؤسسه علم و فناوری گوانگجو (GIST) در گوانگجو، کره جنوبی می گویند که یک “روش جهانی” برای بهبود طول عمر باتری های لیتیوم یونی ایجاد کرده اند.

انتشاری که این پیشرفت را تشریح می کند، بیان می کند که «ظهور وسایل نقلیه الکتریکی باعث افزایش تقاضا برای باتری های لیتیوم یونی با چگالی انرژی بالا شده است. این امر منجر به توسعه آندهایی با ظرفیت ذخیره شارژ بزرگ شده است. متأسفانه، این ظرفیت ذخیره سازی در طول چرخه های شارژ/دشارژ متعدد کاهش می یابد و عمر باتری را کاهش می دهد.

عمر باتری کوتاه شده، نتیجه “تغییر حجم غیرقابل برگشت در آند در حین چرخش است که باعث تخریب کنتاکت های الکتریکی و فروپاشی ساختاری می شود.”

توالی رویدادها در چرخه شارژ/دشارژ به شرح زیر است:

  • در طول شارژ، یون های لیتیوم از کاتد حرکت می کنند و با نانوذرات موجود در آند ترکیب می شوند.
  • در طول تخلیه، یون‌های لیتیوم به کاتد برمی‌گردند و با گذشت زمان، نانوذرات در آند ترک می‌خورند و در سطح مشترک الکترود-الکترولیت با هم جمع می‌شوند.
  • این باعث قطع برق می شود که میزان باری را که آند می تواند ذخیره یا حمل کند کاهش می دهد.

محققان GIST در مقاله ای که در نشریه ای به نام the منتشر شد، یافته های خود را به تفصیل مورد بحث قرار دادند مجله شیمی مواد الف اوایل امسال

پروفسور Hyeong-Jin Kim، یکی از نویسندگان، گفت که هدف توسعه یک فرآیند الکترودی است که بتواند چگالی انرژی را مطابق با رشد سریع صنعت باتری افزایش دهد.

حتما بخوانید:
درمان تعریق زیاد دکتر خیراندیش چیست؟

روش توسعه یافته توسط محققان، آند را تقویت می کند و آن را در برابر تغییرات حجم با محصور کردن نانوذرات در یک ساختار الاستیک تار مانند می کند.

آنها سپس از تکنیکی به نام “پوشش چرخشی” برای پوشاندن سطح آند با ماده ای به نام اکسید گرافن احیا شده (rGO) استفاده کردند: “پوشش rGO به عنوان یک لایه دانه برای رسوب یک لایه محافظ متشکل از اکسید روی با منیزیم و گالیم عمل می کند. اکسیدهای فلزی اضافه شده به آن (MGZO). این لایه MGZO پایداری ساختاری را برای آند فراهم می کند.

پس از آزمایش، آند اصلاح شده می تواند بیشتر بار خود را حتی پس از چندین دوره شارژ/دشارژ حفظ کند.

کیم اظهار داشت که این سازه پس از 500 چرخه ظرفیت ذخیره سازی بالایی داشت و 91 درصد راندمان کولمبی را نشان داد که به عمر باتری مربوط می شود. او گفت: «این می‌تواند راه را برای خودروهای الکتریکی هموار کند که ما را قادر می‌سازند مسافت‌های طولانی را با یک بار شارژ طی کنیم.

نکته قابل توجه این است که محققان می گویند “آندها را می توان بدون توجه به نحوه تولید آنها اصلاح کرد و آن را به روشی جهانی برای بهبود عمر باتری تبدیل کرد.”


منبع: night-sky.ir

دیدگاهتان را بنویسید