ظرفیت باتری‌های تمام‌جامد با این روش جدید چند برابر میشود!

دانشمندان با یک کشش ساده روی لایه الکترولیت توانستند ظرفیت باتری‌های تمام‌جامد را تا ۷۸ درصد پس از ۲۰۰ چرخه حفظ کنند.

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،پژوهشگران کره‌ای موفق شدند با به‌کارگیری یک روش فیزیکی ساده عمر عملکردی باتری‌های تمام‌جامد را به‌طور قابل توجهی افزایش دهند.

تیمی از محققان موسسه ملی علوم و فناوری اولسان (UNIST) با اعمال کشش یک‌محوره بر لایه الکترولیت پلیمری فلورینه‌شده توانستند نگهداشت ظرفیت را پس از ۲۰۰ چرخه شارژ و دشارژ به حدود ۷۸ درصد برسانند؛ رقمی که در نمونه‌های فاقد کشش تنها ۵۵ درصد گزارش شده بود.

افزایش انتقال یون و عملکرد الکتروشیمیایی

براساس نتایج منتشرشده در Energy Storage Materials کشش اعمال‌شده موجب افزایش ۴/۸ برابری نرخ نفوذ یون لیتیوم در الکترولیت پلیمری و بهبود ۷۲ درصدی رسانایی یونی شده است. پژوهشگران توضیح می‌دهند که با کشیده‌شدن فیلم پلیمری PVDF-TrFE-CFE زنجیره‌های پلیمری از حالت درهم‌تنیده خارج شده و در یک جهت منظم می‌شوند؛ ساختاری که مسیر‌های پیوسته‌تری برای حرکت یون‌های لیتیوم ایجاد می‌کند.

همچنین افزودن پودر سرامیکی LLZTO به ماتریس پلیمری، انعطاف‌پذیری مکانیکی، خاصیت خودخاموش‌شوندگی و رسانایی یونی این الکترولیت را بهبود داده است.

آزمون‌های ایمنی نشان داد این الکترولیت جدید دارای ویژگی ضدحریق قابل‌توجهی است. در تست احتراق، شعله اعمال‌شده ظرف چهار ثانیه خاموش شد؛ موضوعی که برای صنعت خودرو‌های برقی به‌ویژه به دلیل خطر اشتعال الکترولیت‌های مایع آلی اهمیت بالایی دارد.

کاربرد در باتری لیتیوم‌فلزی

برای سنجش عملکرد عملی تیم تحقیقاتی از این الکترولیت کشیده‌شده در باتری‌های لیتیوم‌فلزی با کاتد فسفات آهن لیتیوم (LFP) استفاده کرد. نتایج نشان داد که استفاده از این الکترولیت باعث افزایش قابل‌توجه طول عمر این باتری‌ها می‌شود.

به گفته جونگیون نا، نویسنده اول مقاله این پژوهش نشان می‌دهد که مشکلات ذاتی الکترولیت‌های پلیمری از جمله محدودیت در انتقال یون می‌تواند تنها با یک فرآیند فیزیکی ساده مانند کشش تا حد زیادی برطرف شود.

قابلیت تولید انبوه

سوک جو کانگ، سرپرست تیم تحقیق اعلام کرد که این روش با انواع مختلف الکترولیت‌های پلیمری قابل تطبیق است و نسبت به نمونه‌های تمام‌جامد غیرآلی که شکننده و دشوار برای تولید در ابعاد بزرگ هستند مزیت ساخت و مقیاس‌پذیری بیشتری دارد.

او افزود این دستاورد می‌تواند سرعت تجاری‌سازی باتری‌های تمام‌جامد ایمن‌تر و بادوام‌تر را افزایش دهد.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری