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 500 بار شارژ شدن را دارد.

مطالب مرتبط

شارژ هوشمند iOS 14 عمر باتری ایرپاد را افزایش می‌دهد

اپل قابلیت شارژ بهینه باتری را که پیش از این در برخی آیفون‌ها و مک بوک‌ها وجود داشت، به ایرپاد می‌آورد. اپل می‌گوید پس از نصب iOS 14، ایرپاد عادت شارژ کردن کاربر را آموخته و شارژ را موقتاً در ۸۰ درصد متوقف می‌کند تا طول عمر باتری افزایش یابد.آپدیت iOS 14 قابلیت جدیدی را... ادامه مطلب

مقاوم‌ترین الکترولیت باتری حالت جامد با استفاده از گرافین ساخته شد

گروهی از محققان دانشگاه «براون» آمریکا روشی را کشف کرده‌اند که به کمک آن می‌توان با استفاده از گرافین سختی ماده سرامیکی شکننده بکار رفته در باتری‌های لیتیوم-یون حالت جامد را دو برابر کرد. محققان امیدوارند به کمک این روش باتری لیتیوم-یون حالت جامد را که مزایای بیشتری نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون معمولی دارد، به... ادامه مطلب

محققان روش جدیدی برای افزایش ظرفیت باتری لیتیومی پیدا کردند

یک تیم بین‌المللی از محققان موفق به کشف ماده‌ای شده که می‌تواند چگالی انرژی باتری‌های لیتیوم یونی را بدون قربانی کردن طول عمر آن‌ها، افزایش دهد.محققان به این موضوع پی برده‌اند که کریستال‌های «آنتیموان» می‌توانند در فرایند شارژ و تخلیه شارژ، به صورت خودبه‌خود و برگشت‌پذیر حفره‌های توخالی ایجاد کنند. این کریستال‌ها دانشمندان را قادر... ادامه مطلب

سامسونگ با شارژرهای بهینه‌تر به حفظ محیط زیست کمک می‌کند

زمانی که صحبت از شارژر موبایل می‌شود اکثر کاربران به سرعت شارژ و راحتی استفاده کردن از آن فکر می‌کنند و بازدهی انرژی اهمیت چندانی ندارد. سامسونگ به منظور تمایز از رقبا و اهمیت بیشتر به محیط زیست، شارژر USB-C موبایل‌هایش را با بازدهی انرژی بالا و اتلاف برق پایین تولید می‌کند.سامسونگ معتقد است ایجاد تغییراتی... ادامه مطلب

باتری با طول عمر ۲ میلیون کیلومتر تولید شد؛ دستاورد شرکت CATL برای خودروهای برقی

شرکتی که باتری‌ خودروهای برقی تسلا و فولکس واگن را می‌سازد، باتری جدیدی توسعه داده که طول عمر آن حدود ۲ میلیون کیلومتر است. این باتری برتری بسیار قابل توجهی نسبت به باتری‌های فعلی داشته و در مدل‌های آینده تسلا مدل ۳ به کار خواهد رفت.بر اساس گزارش «بلومبرگ»، شرکت چینی «Contemporary Amperex Technology Co.... ادامه مطلب

آیا گرافین باتری موبایل‌ها را متحول خواهد کرد؟

مصرف انرژی قطعات موبایل و سیستم عامل اندروید با پیشرفت فناوری‌ها هر سال بهینه تر می‌شود. با این وجود هنوز هم باتری بسیاری از گوشی‌ها بیشتر از دو روز دوام نمی‌آورند و هنوز با عرضه گوشی‌هایی که تا یک هفته شارژدهی دارند فاصله داریم. حال چندین شرکت از جمله سامسونگ به دنبال انقلاب در باتری... ادامه مطلب

نظرات ۲

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟