توسعه باتری ساندویچ شکلی که خودروهای برقی را در ۱۰ دقیقه شارژ می‌کند

دانشمندان دانشگاه هاروارد باتری آزمایشی جدیدی را ارائه کرده‌اند که به عقیده آن‌ها می‌تواند در ۱۰ دقیقه خودروهای برقی را شارژ کند. همچنین با استفاده از فلز لیتیوم با کارایی بالا و یک الکترولیت جامد، ادعا شده که این باتری عمر بسیار طولانی‌تری نسبت به باتری‌های قابل مقایسه با خود دارد.

در حال حاضر دانشمندان امیدوار هستند که با تعویض گرافیت و مس استفاده شده برای آند فلز لیتیوم، عملکرد باتری‌های لیتیوم یونی امروزی را بهبود بخشند. آند با یک الکترولیت مایع و الکترود دیگر باتری، یعنی کاتد کار می‌کند تا هنگام شارژ و تخلیه شارژ دستگاه، یون‌ها را به عقب و جلو منتقل کند.

«شین لی»، دانشیار علوم مواد در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد‌ می‌گوید: «یک باتری لیتیوم فلزی به دلیل ظرفیت بالا و چگالی انرژی خود شاه کلید شیمی باتری محسوب می‌شود، اما ثبات این باتری‌ها همیشه ضعیف بوده است.» دلیل این ثبات ضعیف، برجستگی‌های سوزنی شکل کوچکی به نام «دندریت» است که وارد الکترولیت می‌شوند و عملکرد باتری را از بین می‌برند.

استفاده از الکترولیت جامد به جای مایع یکی از راه‌های دانشمندان برای جلوگیری از این مشکل است که اکنون دانشمندان هاروارد در باتری شبیه به ساندویچ خود این فاکتور را در نظر گرفته‌اند. آن‌ها در فرآیند خود مانع تشکیل دندریت‌ها نمی‌شوند، اما با طراحی جدید با خیال راحت می‌توان آن‌ها را کنترل و مهار کرد. علاوه بر این، باتری می‌تواند با پر کردن شکاف‌های ایجاد شده توسط دندریت‌ها خود را بهبود بخشد. در آزمایش‌های انجام شده، مشخص شد که باتری ۸۲ درصد ظرفیت خود را پس از ده هزار بار چرخه شارژ، حفظ کرده و نوعی تراکم جریان را نشان می‌دهد که روزی می‌تواند خودروهای برقی را در عرض ۱۰ تا ۲۰ دقیقه شارژ کند.

لی در ادامه صحبت‌های خود عنوان می‌کند که طرح آن‌ها نشان می‌دهد که باتری‌های حالت جامد فلز لیتیوم می‌تواند با باتری‌های لیتیوم یون تجاری رقابت کند. تولید انبوه باتری کار آسانی نخواهد بود و هنوز برخی چالش‌های عملی وجود دارد که به عقیده این دانشمندان برطرف خواهد شد.