کشف نقص عجیب باتری های لیتیومی حالت جامد - مجله حیات

دانشمندان حالا می توانند برای فراوری باتری های کارآمدتر به خصوص برای اتومبیل ها آماده شوند.

گروهی از محققان مدعی شده اند که بالاخره مشکل اتصال کوتاه در الکترولیت های جامد باتری های لیتیوم فلزی را حل نموده اند. آن ها حالا می خواهند باتری های تازهی فراوری نمایند که سبک، اشتعال ناپذیر، پرظرفیت و دارای قابلیت شارژ سریع هستند. این باتری های تازه به خصوص می توانند برای خودرو های برقی به کار گرفته شوند.

محققان دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه شتاب دهنده ملی SLAC در مقاله ای که در ژورنال Nature Energy منتشر شده است، شرح داده اند که نقصان مقیاس نانو و استرس مکانیکی چگونه می توان باعث خرابی الکترولیت های جامد گردد. آن ها می گویند استرس مکانیکی که حین شارژ باتری به وجود می آید، این الکترولیت ها را خراب می نماید.

ویلیام چیو، پژوهشگر ارشد این مطالعه و استادیار دانشگاه استنفورد می گوید: حتی کوچک ترین تورفتگی، خمیدگی یا پیچ خوردگی در این باتری ها می تواند اختلال هایی را در سطح نانو به وجود بیاورد، مواد را باز کند، به لیتیوم اجازه دهد وارد الکترولیت گردد و اتصال کوتاه ایجاد کند.

می توان فراوری باتری های لیتیومی را بهینه سازی کرد

ورود گردوغبار و دیگر مواد خارجی به باتری در مرحله فراوری هم می تواند از دیگر دلایل بروز مشکل در این باتری ها باشد. از سوی دیگر، محققان در طول 60 آزمایش اثبات کردند که استفاده از مواد سرامیکی در باتری ها موجب ایجاد ترک، تورفتگی و شکاف در ابعاد نانو می گردد. این مسئله در زمان شارژ سریع ایجاد مشکل می نماید و به اتصال کوتاه منجر می گردد.

محققان می گویند باتری های حالت جامد زمانی دچار اتصال کوتاه می شوند که کاتد و آند با یکدیگر تماس پیدا نمایند یا به لحاظ الکتریکی به هر نحوی به هم وصل شوند. آن ها ادعا می نمایند که هر شکلی از خمیدگی، پیچ خوردگی یا قرارگرفتن غبار میان الکترولیت ها می تواند این باتری ها را دچار مشکل کند.

پژوهشگران حالا با یافته های این تحقیق می توانند باتری هایی را طراحی نمایند که مشکل اتصال کوتاه نداشته باشند. این گروه در کوشش است تا از نیرو های مکانیکی برای تقویت مواد حین فراوری استفاده کند و با پوشاندن سطح الکترولیت، مانع بروز ترک در آن گردد و شرایطی را ایجاد کند که حتی درصورت ایجاد ترک هم امکان ترمیم آن وجود داشته باشد.

منبع: دیجیاتو