محققان طول عمر باتری لیتیومی را با کمک آب 750 درصد بالا بردند
به گزارش لینک وبسایت، محققان کره جنوبی با استفاده از آب، طول عمر آندهای فلزی لیتیوم را تا ۷۵۰ درصد افزایش داده اند که نشان دهنده یک پیشرفت بزرگ در فناوری باتری است.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، هدف از ابداع نسل بعدی مواد آند محققان «موسسه علوم و فناوری پیشرفته کره جنوبی»(KAIST)، غلبه بر محدودیت های عملکرد باتری های تجاری است.
به نقل از آی ای، این گروه پژوهشی یک غشای ابتکاری را با کانال های توخالی ساخته اند که جریان یون را برای پوشش لیتیومی ثابت هدایت می کند. طراحی سازگار با محیط زیست این غشا از لایه های نانوالیاف توخالی برای افزایش پایداری لیتیوم و طول عمر باتری های لیتیومی نسل بعدی استفاده می نماید.
پروفسور «ایل دو کیم»(Il-Doo Kim) از محققان این پروژه اظهار داشت: ما با استفاده از عملکردهای محافظتی فیزیکی و شیمیایی توانستیم واکنش های برگشت پذیر بین فلز لیتیوم و الکترولیت را به صورت موثرتری هدایت نماییم و به سرکوب رشد دندریت بپردازیم تا آندهای لیتیوم را با طول عمر بی سابقه بسازیم.
باتری های قابل شارژ پیشرفت کرده اند اما ظرفیت ذخیره انرژی آنها محدود است. با این حال، آندهای لیتیوم با چالش هایی مانند رشد دندریت روبه رو هستند که به کارآیی ضعیف، تغییرات حجم و خطرات ایمنی منجر می شود. این مشکلات از واکنش های سطحی بین لیتیوم و الکترولیت های آلی ناشی می شوند که لایه های «اینترفاز الکترولیت جامد»(SEI) ناپایدار را می سازند.
به قول محققان، لایه های ایده آل اینترفاز الکترولیت جامد احیانا با تثبیت واکنش های شیمیایی و مقاومت در مقابل تنش های مکانیکی در طول چرخه می توانند از صدمه دیدن باتری جلوگیری نمایند. لایه های مصنوعی اینترفاز الکترولیت جامد با استفاده از موادی مانند چارچوب های فلزی-آلی و لایه های پلیمری، چاره هایی را عرضه می دهند اما هزینه های بالا، فرآیندهای پیچیده و عملکردهای محدود را به همراه دارند.
جایگزین های مبتنی بر پلیمر اغلب به چندین مرحله و افزودنی نیاز دارند. روش های سازگار با محیط زیست که از مواد زیست سازگار استفاده می نمایند، امیدوارکننده هستند اما برای کاربرد گسترده باید به پایداری و دفع آنها توجه داشت.
محققان در این پروژه، یک غشای مصنوعی دو منظوره را از اینترفاز الکترولیت جامد با استفاده از فرایند الکتروریسی پایدار ایجاد کردند. مواد به کاررفته در این غشا زیست سازگار و قابل پردازش با آب هستند و فرایند تولید زیست سازگار و مبتنی بر آب را امکانپذیر می سازند. این غشاء دارای نانوالیاف توخالی منحصربه فرد است که انتقال لیتیوم-یون را می افزایند.
آندهای لیتیوم با این لایه محافظ، ۷۵۰ درصد بهبود طول عمر را نسبت به آندهای معمولی نشان دادند. باتری بعد از ۳۰۰ چرخه، ۹۳.۳ درصد ظرفیت خویش را حفظ کرد و یک عملکرد استثنایی را نشان داد.
این پژوهش در مجله «Advanced Materials» به چاپ رسید.
منبع: لینك وبسایت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب